Download Diseno de Estribo de Gravedad Grupo - Ejm Del Libro de Puetes Ing-Arturo R. Cerquen...
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DISEÑO DE ESTRIBO DE GRAVEDAD LUGAR:
PROYECTO: aaaaaa
FECHA: EJEMPLO DE APLICACIÓN OPTENIDO DEL LIBRO PUENTES - ING ARTURO RODRIGUEZ SERQUEN PROBLEMA V.2:
Diseñar un estribo de gravedad para las condiciones mostradas. El terreno de cimentación posee una capacidad última para el estado límite de resistencia qR= 2.00 kg/cm2 y las propiedades que se detallan. La estructura está en una zona no sísmica, expuesta a velocidades de viento superiores a 90 km/h. BR =
4. 4.00 00 m Pr Proba obamo moss una una secc secció iónn pre preli limi minar nar de es estr trib iboo ccon: on:
- B = Ancho del cimiento B
=
2.00 m
- h = Altura de cimiento h
=
0.67 m
=
0.33 m
=
0.33 m
- A = espesor de parapeto A =
~
0.50 m
0.67 m
H / 12
= ~
0.67 m
H / 12
=
H
~
H
~
/
/
/
➦
0.50 m
( asumido )
- N = Longitud de cajuela
➦
0.50 m
( asumido )
12.00 m
➦
( asumido )
( asumido )
6
0.33 m
- L = Longitud de del ta tablero de del puente
( asumido )
6
min =
~
H
8
0.30 m
➦
/ 3 *
0.30 m
➦
2
0.50 m
➦
~
H
~
2.50 m
➦
H / 12
~
2.67 m H / 6
=
- b = Longitud de talon b
~
=
- a = Longitud de punta a
1 / 2 * H
=
( asumido )
0.30 m
( dato)
❜
- H = Para puentes simplemente apoyados
➦
0
( dato)
- S = De Desv svia iaci ción ón del del apo apoyo yo medi medido do desd desdee la la lin linea ea norm normal al de dell ttra ramo mo (° (°)) =
18.43 °
- Nmin = Longitud minima de cajuela = ( 200 + 0.0017 * L + 0.0067 * H ) * ( 1 + 0.000125 S2 ) = ( 200 + 0.0017 * 12000.0 mm )* ( 1 + 0.000125 * 18.43 ² ) = 229.8 mm = 0.23 m Longi Longitu tudd de de caju cajuel elaa asum asumido ido (N (N)) 0.50 m
1 - CASO I - ESTRIBO CON PUENTE
> > OK
Longi Longitu tudd de de ccaj ajue uela la mini minimo mo (N (Nmi min) n) 0.23 m
A. Coefciente de empuje acvo (Ka)
Øf θ
= = = =
An Angu gulo lo de fricc friccio ion n in inte terna rna = 31 ° ng ngul ulo o de de fri fricc cció ión n ent entre re el suel suelo o y el mur mur = 24 ° ng ngul ulo o del del mate materi rial al de dell sue suelo lo con con la la ho horixo rixont nt = 0 ° ngul ngulo o de la incl inclin inac ació ión n del del muro muro del del llad ado o del del terr terren en =
90 °
Luego hallamos :
=
(
1
+
como
=
=
(
1
+
=
(
1
+
=
2.8210
√(
sen ( sen (
y θ =
0°
√( √(
)
+ ) * sen ( + ) 2 ) θ - ) * sen ( θ + ) 90 ° sar la siguiente formula :
sen (
+ ) * cos
sen
sen (
31 ° + 24 ° ) * cos 24 °
)
)2
sen
31 °
)2
)
para hallar ka usamos la siguiente formula:
(
sen2 sen2
como θ
=
90 °
Ka =
Ka =
( + ) θ * sen ( θ - ) sar la siguiente formula :
cos2 cos
Ka =
cos2
31 °
*
cos
2.8210
Ka =
24 °
0.2851
* Cargas que actuan ➦
ka
*
3.70 m
*
0.2851
*
3.70 m
*
EH1
➦
=
0.5
*
t 1600 kg/m³ =
3.70 m *
ka
*
0.30 m
*
0.2851
*
0.30 m
*
1687.81 kg/m²
1687.8 kg/m²
=
c 2320 kg/m³ = 198.43 kg/m²
3122.45 kg/m
EH2
➦
=
3.70 m
* 198.43 kg/m² =
ka
*
0.80 m
*
0.2851
*
0.80 m
*
LS2
=
3.70 m
734.20 kg/m
t 1600 kg/m³ = 364.93 kg/m²
* 364.93 kg/m² =
1350.25 kg/m
B.Altura equivalente de suelo por S/C altura de suelo equivalente para carga vehicular vehicular sobre estribos perpendiculares al traco.
Para cargas vehiculares actuando sobre el terreno agregamos una porcion equivalente de suelo por interpolación: H =
* Seccion preliminar y cargas del estribo en diseño
BR =
300.00 kg/m
Altura equivalente de suelo por S/ 1.80 m
PDC
= 7000.00 kg/m
PDW
=
h` =
800.00 kg/m
PLL+IM = 9000.00 kg/m
LS1
Superestructura
0.80 m S/C por carga viva (LS) 0.30 cm
osa de transición
0.80 cm 0.40 cm
DClosa
ws = 150.00 kg/m CR+SH+TU = 900.00 kg/m
3
18.43 °
2
H =
4.00 m EV1
1 0.17 m
0.30 m
DCestribo
LS2=
1350.3 kg/m
EH2=
734.20 kg/m
EH1=
3122.5 kg/m
0.30 m
0.50 m EV3 EV2
0.50 m
4
A B =
2.50 m
0.90 m
0.50 m
1687.8 kg/m² 198.43 kg/m²
0.50 m
364.93 kg/m²
C. METRADO DE CARGAS (considerando ranjas de 1.00 m de longitud de estribo) C.1 - CARGAS VERTICALES * Cargas DC (peso propio)
Peso Peso de dell estr estrib iboo de conc concre reto to simp simple le,, con c = Elemento 1 2 3 4 ∑= DCestri =
Area (m2) 1.215 1.35 1.75 1.25
12910.80 kg/m
2320. 2320.00 00 kg/m³ kg/m³ XA ( (m m)
DC (kg/m) 2818.80 3132.00 4060.00 2900.00 12910.80
➦
XA
=
DC * XA (kg-m/m) 2536.92 4541.40 7917.00 3625.00 18620.32
0.90
1.45 1.95 1.25
18620.32 kg-m/m
12910.80 kg/m
=
1.44 m
Carga muerta de la Losa de acercamiento : DClosa =
0.30 cm *
0.30 cm *
2320.00 kg/m³ =
208.80 kg/m
Carga muerta de la superestructura del puente : PDC
=
7000.00 kg/m
* Cargas DW (peso de la superfcie de rodadura) PDW
=
800.00 kg/m
* Cargas EV (Presión vercal por carga muerta del terreno)
Peso de despecifico de del Te Terreno t = Elemento
Area (m2)
1600 kg/m³
DC (kg/m)
XA ( (m m)
DC * XA (kg-m/m)
EV 1 EV 2 EV 3 ∑= EV
=
0.96 0.150 0.0417
1842.67 kg/m
2.35
1536.00 240.00 66.67 1842.67
➦
XA
3609.60 36.00 23.70 3669.30
0.15 0.356
=
3669.30 kg-m/m
1842.67 kg/m
=
1.99 m
* Cargas EH (presión lateral del terreno) por =
EH1y por =
EH2y
3.70 m de terreno =
EH1
*
sen
kg/m * = 3122.5 kg
sen
24 ° =
1270.0 kg/m
*
sen
24 ° =
298.63 kg/m
=
384.00 kg/m²
0.30 m de losa de acercamiento =
EH2
*
sen
=
734.2 kg/m
* Cargas LL (carga viva de la superestructura del puente) PLL+IM
=
9000.00 kg/m
* Cargas LS (sobrecarga por carga viva en el terreno) Terren Ter reno o equiva equivalen lente te extend extendido ido en 0.30 0.30 m del extribo extribo LS1
=
0.80 m
*
0.30 m
*
1600 kg/m³
Componente vercal de la sobrecarga por carga viva :
* Cargas LS (sobrecarga por carga viva en el terreno) Componente Horizontal de la sobrecarga por carga viva :
LS2x
=
LS2
*
co c os
= 1350.3 kg/m *
cos
24 ° =
1233.52 kg/m
* Cargas BR (viento sobre la estructura) WS
=
150.00 kg/m
* Cargas BR (uerza de ranado) BR
=
300.00 kg/m
* Cargas CR, SH Y TU (Deormación del concreto por carga sostenida en el empo, acortamiento por presorzado y tenperatura uniorme) CR+SH+TU = 900.00 kg/m
* RESUMEN DE CARGAS HORIZONTALES
CARGA EH1x EH2x LS2x
TIPO EH EH LS
V (kg/m) 2852.50 670.72 1233.52
YA (m)
MH (kg-m/m)
1.23
3508.58 1240.84 2282.00
WS BR CR+SH+TU ∑=
WS BR CR+SH+TU
150.00 300.00 900.00 6106.74
3.60 5.80 3.60
1.85 1.85
540.00 1740.00 3240.00 12551.42
D. ESTADOS LIMITES APLICABLES Y COMBINACIONES DE CARGAS CA CARG RGAS AS HORI HORIZO ZONT NTAL ALES ES = Y MAXI MAXIMO MOSS = IA-I IA-III IIA A
CA CARG RGAS AS VE VERT RTIC ICAL ALES ES= = Y MINI MINIMO MOSS = IAIA-II IIIA IA
FACTORES DE CARGA UTILIZADOS ESTADO LIMITE
DC
DW
EV
LL+IM
LSy
EH
LSx
WS
BR CR+SH+TU Aplicación
Resitencia Ia
0.90
0.65
1.00
0.00
0.00
1.50
1.75
0.00
1.75
Resitencia Ib
1.25
1.50
1.35
1.75
1.75
1.50
1.75
0.00
1.75
0.50 Deslizamiento 0.50
y vuelco Presiones y resitencia
Resitencia IIIa
0.90
0.65
1.00
0.00
0.00
1.50
0.00
1.40
0.00
0.50 deslizamiento
Resitencia IIIb
1.25
1.50
1.35
0.00
0.00
1.50
0.00
1.40
0.00
0.50
y vuelco
presiones y resitencia
D.1 - ESTRIBO CON PUENTE - CARGAS VERTICALES CARGAS VERTICALES Vu TIPO CARGA
E. CHEQUEO DE ESTABILIDAD Y ESFUERZOS a) - VUELCO ALREDEDOR DEL PUNTO "A" Estable si Fundacion en suelo e
≤
B /3
undacion en suelo rocoso e
≤
0.45B
= xo
MHu
Vu
Mvu
Vu
A
A B
ESTADO Resitencia Ia Resitencia Ib Resitencia IIIa Resitencia IIIb
=
e =B/2−xo
2.50 m
Vu (Kg/m) /m)
Mvu (Kg-m/m)
B/2 1.25
B/2 1.25
e "=" "x" _"o" "=" "Mvu -Mhu" /"Vu" "B" /"2" Mhu (m) "−" "x" _"o" (Kg-m/m)
"e" _"max" "=" "B" /"3"
22823.27
36640.61 15782.63
0.9139
0.(m) 336
0.8(m) 33
48573.16
75971.65 15782.63
1.2391
0.011
0.833
22823.27
36640.61
9500.13
1.1892
0.061
0.833
31190.06
49152.22
9500.13
1.2713
-0.021
0.833
b) - DESLIZAMIENTO EN BASE DEL ESTRIBO
Ff
Hu
Estable si Hu >
Ok Ok Ok Ok
Vu
"F" _"f" "=μ (" "∅" _"T" "∗" "V" _"u" ")"
Con : μ = T =
tang 1.00
ESTADO Resitencia Ia Resitencia Ib Resitencia IIIa Resitencia IIIb
=
tang
24 ° =
0.45
(tabla 11.5.7-1)
Vu RE RESI SIST STEN ENTE TE (kg/ (kg/m) m) AC ACTU TUAN ANTE TE (K (Kg/ g/m) m) "F" _"f" " " ∅" _"T" "∗" "V" _"u" ")" "=μ ( (Kg/m) Hu 10270.471 8418.49 22823.27 21857.921 8418.49 48573.16 10270.471 5944.84 22823.27 14035.528 5944.84 31190.06
Ok Ok Ok Ok
c) - PRESIONES ACTUANTES EN LA BASE DEL ESTRIBO
Estable si Fundacion en suelo qmáx
qR ≥
=
fundacion en roca
qR ≥
xo
qmáx
e = B/2 - xo
Mhu qR =
Vu
Mvu
qmin
qmax
A B =
B/2 1.25
2.50 m
2
B/2 1.25 q
q B-2e
ESTADO Resitencia Ia Resitencia Ib Resitencia IIIIIa Resitencia IIIb
Vu (Kg/m) 22823.27 48573.16 22823.27 31190.06
Mvu (Kg-m/m) 36640.61 75971.65 36640.61 49152.22
e "=" "x" _"o" " "Mvu -Mhu" /"Vu" "= "B " /"2" Mhu (m) "−" "x" _"o" (Kg-m/m) (m)
15782.63 15782.63 9500.13 9500.13
0.914 1.239 1.189 1.271
0.336 0.011 0.061 -0.021
"q=" "Vu" /"B -2e" "
q
R " 〖 "(kg/cm" 〗 (kg/cm2) ^"2" ")"
1.25 1.96 0.96 1.23
2 2 2 2
Nota: cuando la exentricidad en negava, negava, usar el ancho real real B en el calculo de preciones. F - CASO II - ESTRIBO SIN PUENTE
Estados limites aplicables y combinaciones de cargas
G. CHEQUEO DE ESTABILIDAD Y ESFUERZOS a) - VUELCO ALREDEDOR DEL PUNTO "A" Estable si Fundacion en suelo e
≤
B /3
fundacion en suelo rocoso e
Vu (Kg/m) /m)
ESTADO
Mvu (Kg-m/m)
≤
0.45B
e "=" "x "o "Mvu −Mhu "Vu " _ " "=" " / "" /"2" "B Mhu (m) "−" "x" (Kg-m/m) _"o" (m)
"e" _"max"
"="
"B" /"3" (m)
Resitencia Ia Resitencia Ib
16003.27
26751.61 11117.63
0.9769
0.273
0.833
22873.16
38706.65 11117.63
1.2062
0.044
0.833
Ok Ok
Resitencia IIIa Resitencia IIIb
16003.27 21240.06
26751.61 34724.72
1.2265 1.2995
0.024 -0.049
0.833 0.833
Ok Ok
7124.13 7124.13
b) - DESLIZAMIENTO EN BASE DEL ESTRIBO Con :
Estable si
μ = ∅T
=
tang 1.00
=
tang
24 ° =
0.45
Ff
>
(tabla 11.5.7-1)
Resitencia Ia Resitencia Ib
Vu RE RESI SIST STEN ENTE TE (kg/ (kg/m) m) AC ACTU TUAN ANTE TE (K (Kg/ g/m) m) "F "f " ∅ "T "V "u " " _ " "=μ (" " _ " "∗" " _ " ") (Kg/m) Hu 7201.471 7443.49 16003.27 10292.921 7443.49 22873.16
Resitencia IIIa Resitencia IIIb
16003.27 21240.06
ESTADO
Hu
7201.471 9558.028
5284.84 5284.84
Error Ok Ok Ok
El estado limited de resitencia Ia NO ES SATISFACTORIO por lo que se va a colocar un diente d concreto de secci 0.30 m x 0.30 m en la base tal como se muetra a connuación, ademas consideramos la resistencia pasiva en el suelo solo en el ámbito del diente.
0.50 m kp * 0.50 m
1600 kg/m³
* 1.00
➦
3.122 *
0.30 m
1600 kg/m³
* 1.00 m =
4995 kg/m²
Rep = 1723 1723.3 .34 4 kkg/ g/m m
0.30 m kp *
1600 kg/m³
*
1.3 ➦ 3.122
*
1600 kg/m³
* 1.30 m =
6493.8 kg/m²
De la gura 3.11.5.4-1 el coeciente de enpuje pasivo es K 7 ( con ∅f = 31 ° y mismo el facyor facyor de reducci reducción ón hallado hallado por interpolació interpolación n es 0.446 0.446 θ = 90 ° ). Asi mismo ( con Õ/∅f 0 para para el suel suelo o ub ubica icado do en en la zona zona de la punta punta del del estrib estribo). o). Luego: Kp = R * Kp =
0.446
*
K p(Õ=∅) 7
=
3.122
la resistencia pasiva es : Rep
=
1/2 * ( 4995.2 kg/m² +
6493.8 kg/m² ) * 0.30 m =
###
Para el estado limite de resistencia Ia, agregando el diente de concreto se ene: R
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