Ejemplo de Diseno de Puente Viga T
July 22, 2022 | Author: Anonymous | Category: N/A
Short Description
Download Ejemplo de Diseno de Puente Viga T...
Description
_______
Ing. WILMER ROJAS ARMAS
DISEÑO DE LA SUPERESTRUCTURA DE UN PUENTE DE LOSA Y VIGAS TIPO “T” Diseñar la superestructura de un puente de vigas tipo “T” simplemente apoyada de un solo tramo de concreto armado con las características que a continuación se detallan: Características geométricas:
Luz entre apoyos Ancho de calzada Ancho de vereda
: 22.00m, : 2 carriles de 3.60 m c/u + 2 bermas de 1.00m c/u. : 0.60 m c/u.
Espesor vereda Capa de de rodadura
:: 0.25 m de asfalto. 50 mm.
Materiales:
Pavimento asfaltico Concreto losa f’c Concreto viga f´c Acero de refuerzo
: 2.25 Ton/m3 : 280 kg/cm2. : 350 kg/cm2 : ASTM A615, grado 60, fy= 4200 kg/cm2.
Carga viva vehicular
Camión de diseño
: HL-93
Pre dimensionamiento
pre dimensionamiento de la losa de tablero Ancho total= 0.6+1.0+3.6+3.6+1.0+0.6=10.40 m Separación entre vigas
= . = 2.60
S = 1100mm < 2600mm < 490 4900mm 0mm ¡OK!, Entonces voladizo = S/2 = 1300mm < 1800 mm Espesor de losa
= 30 3 →= 2.63003 =0.187 >0.165 ¡! = 0.20 ℎℎ=0.= 0.077∗∗ 22 = 1.54 Considerando la superficie de desgaste, asumimos
Peralte de viga principal
Considerando la cantidad de acero asumimos: h= 1.60 m
Espesor de alma Mínimo= 0.2 m
=0. 0 157 × √ =0.0157√ 157√ 2.60 × 22 = 0.56 =0.60
Considerando la armadura de la viga, asumimos.
Página 1 de 12
_______
Ing. WILMER ROJAS ARMAS
Viga diafragma Espaciamiento ≤ 15.00 m, entonces L/2 = 22.00m / 2 = 11.00 m ≤ 15.00 m, entonces 1 diafragma en c/apoyo + 1 diafragma en el C.L.
Peralte de viga diafragma: h = Viga principal -0.25
→ 1.60 0.25 = 1.35
Ancho del alma = 0.25 m
Cálculo de cargas y momentos para viga interior
(DC) carga muerta de la estructura Losa = 2.60m x 0.20m x 2.40 t/m3 = 1.248 t/m Viga = 0.60m x 1.40m x 2.40 t/m3 = 2.016 t/m Total
= 3.264 t/m
3. 2 64 × 22 × = 8 , = 8 = 197.7.472 == ℎℎ 2.4 / = 1.382 3 = 2.2.0077
Diafragmas:
W = 0.25m x 1.15m x 2.0m x 2.40 t/m3 = 1.38 t Calculo de reacciones
Página 2 de 12
_______
Ing. WILMER ROJAS ARMAS
Momento considerando el C L.
= 2 2 = 2.07 11 1.38 11 = 7.59 = = 197.7.472 7.59 = 205.062
(DW) elementos auxiliares y carga muerta.
CaCarperpetta As0.2fa93lticaa::×=220.05 × 2.2.6600 × 2.2.2255 = 0.0.229393 // = 8 = 17.696
(LL) SOBRE CARGA VEHICULAR – CARGA CARGA VIVA Camión de diseño:
Calculo de “n”: Nos ubicamos en “0”
==3134.1.738×× 4.30 3.57 × × 8.8.600== 94.94.256 = 4.4.94.33.30302561232.2.84584=2.5 =0.845727
Cálculo del momento máximo por carga viva del camión HL-93
Página 3 de 12
_______
73×11. 7 27 = 5.10.4276×5. 22 973 =5.476 = 10.273 =3.184 4 27 =3.468 = 5.476×7. 11. 7 27 =14.7883.3.46868 14.7885.5.47676 3.5773.3.18484 =143.60 /í − = 143.3.14 6600 11..33 = 190.0.19 9999 /í/í
Ing. WILMER ROJAS ARMAS
Efecto dinámico
Tándem (convoy)
Línea de influencia Cálculo del momento máximo por carga viva del tándem HL-93
Resultante: 1.20 / 2 = 0.60m n = 0.60 / 2 = 0.30m
R = 1.20m / 2 = 0.60 m n = 0.60m / 2 = 0.30 m
3 0 = 10.10.170×5.0×11. 22 496 =5.496 = 11.30 =4.912 =11.25.5.49696 11.24.4.91212 = 116.6.11 677677 //íí − = 116.6.11 677677 11..33 = 155.5.15 1188 //íí
Efecto dinámico
Página 4 de 12
_______
Ing. WILMER ROJAS ARMAS
Carril de diseño HL-93 HL -93 (sobrecarga distribuida)
= 0.97×228 = 58.667575 //íí , ℎℎ 33..00
Por lo tanto el momento máximo por sobrecarga vehicular por vía será incluido el impacto es: MLL+IM = 190.99 + 58.685 = 249.675 t-m
ANCHO EFECTIVO DEL ALA (b) PARA VIGA INTERIOR
1 22.22.000 = 5.50 ≤ {12 ×40.20 0.60 ==3=.02.0 60 }} = 2.60
Distancia entre el C.G. de la viga y el C.G. del tablero (eg) C.G. de la viga: (1.60 – 0.20) 0.20) / 2 = 0.70 m C.G. de la losa: 0.20 / 2 = 0.10 m eg = 0.70 + 0.10 = 0.80 m Propiedades de viga sola: Área: 0.60 x 1.40 = 0.84 m2 Y b : 1.40 / 2 = 0.70 m Inercia:
= ×12ℎ , = 0.6×1.12 4 =0.1372 = =1.118 350 / = 280 / = = =1.1181800..13720.84×0.80 = 0.0.754754
Relación de módulos de los materiales:
Parámetro de rigidez longitudinal.
Página 5 de 12
_______
ó . . . =0.064300 ( × ) . . . 7. 5 4 10 2600 2600 =0.06(4300) (22000) 22000×200 =0.558 =0.0752900 . . ( ×). . . . 7. 5 4 10 2600 2600 =0.075(2900) (22000) 22000×200 =0.782
Ing. WILMER ROJAS ARMAS
Un carril cargado
Dos o más carriles cargados
Para factorizar la carga viva vehicular para una viga se deberá multiplicar por el mayor valor de gint, para obtener el momento máximo, por lo tanto: Gobierna gint= 0.782
Momento final por sobrecarga vehicular Para determinar el número de vías cargadas, se considera la parte entera de:
= ℎ 3.60 = 9.3.2600=2.=2.556, =2 + = + = = 24949..675 × 0.0.78282×× 1 = 19195.5.1414 , """
Para 2 vías cargadas el factor “m”= 1
MOMENTO ULTIMO POR ESTADO LÍMITE DE RESISTENCIA I Modificador de carga n= 1
= + =11.25 × 205.5.062 1.5 × 17.696 1.75 × 195.5.14 = 624.4.367 =1
Diseño del refuerzo principal por el método de rotura:
=512. 5 2. 5 (2.25) = 12.2.25 Calcular “d”
d = 160 cm – 12.25 12.25 cm = 147.75 cm ≈ 147 cm Cálculo de As principal: Como el f’c del concreto de losa y viga son diferentes.
Sección transformada:
= = 260 = 232.232.551 = = 0.85 ´ 1.118 1 1 1 0.825´
Página 6 de 12
_______
Ing. WILMER ROJAS ARMAS
2×62436730. 6 5 5×147 1 1 1 = = 0.85×350×232. 0.90.85×350×232.55×147 4200 = = 114.799
Usamos 1”: con 23 barras tenemos As = 117.3 cm2 Cálculo de c
=1.= 18 =0.232.85 ′117.55cm×147cm=0. 5cm×147cm 3=1.18× 0.0.000340=0.34×0.0×03484242005×350 00 // ×141477 = 8.403 = 8.403 < == 20 cm → = = 30.∅15/8"As=As =,espaci0.1 ×a117.dos 3@=3011.cm73aproxi,madament/ =e. 11.273 = 5.5.886565 Entonces
Acero Lateral
Acero mínimo superior
= == 0.0.77 350/ = ′ × 60 × 155 = 28.8.998 4200 / 6 ∅ 1" = 30.6600
REVISIÓN POR ESTADO LÍMITE DE SERVICIO I: Momento último
= 1.0 1.1.0 1.1.0 + =11. = 417.7.08×205. 98 0621.≈ 4107×17.898560961. 0×195.14 = =
Cálculo de As principal:
Esfuerzo permisible de compresión en el concreto:fc = 0.4 f´c fc = 0.4 x 350 kg/cm2 = 140 kg/cm2 Esfuerzo permisible en el acero de refuerzo: fs = 0.6 fy fs = 0.6 x 4200 kg/cm2 = 2520 kg/cm 2 Relación entre los esfuerzos permisible del acero y el concreto:
=
Página 7 de 12
/ /
r =
_______
Ing. WILMER ROJAS ARMAS
= 18
Módulo de Elasticidad del acero de refuerzo: refuerzo: Es = 2100000 kg/cm2 Módulo de elasticidad del concreto: Ec = 15000
335050´ = ≥ 6
Ec = 15000
= 280624 kg/cm2
Relación de módulos de elasticidad:
n=
/ /
= ==1718 718=0. 7 =0.28
= 7.483 ≈ 7
K: Factor adimensional:
j: Factor adimensional
3. 123. 8 = = = 252041789850 0.907 147
= 0.907
J = 1 -
Usamos 1”: 24 barras con 123 cm2
REVISIÓN DE ACERO MÍNIMO La cantidad de acero proporcionado debe ser capaz de resistir el menor valor de: Mu > 1.20 Mcr Mu > 1.33 Momento factorado de estado límite de Resistencia I Cálculo del momento ultimo de acuerdo al area de acero real:
= 0.8 5 = 0.85117. 3503 4200232.551 = 7 = ∅ = ∅ = 0.0.9 = 0.0.9 117.117.3 244200200 (147 (147 72) = 6393275 327555 ≈ 639.9.328
´
a) 1.2 Mcr = 1.2 fr . S
Página 8 de 12
_______
Ing. WILMER ROJAS ARMAS
Momento de fisuración
= = = . 217.89 ===2.6ℎ01 1= 232.´ =551 2.016350160 / =992,
Si
, entonces:
Donde fr = = Módulo de rotura del hormigón
= 37.604 kg/cm2
1.2 Mcr = 1.2 fr . S = 1.2 (37.604 kg/cm2) (992,217.89 cm2) = 44773225.46 kg-c kg-cm m = 447.732 T-m
b) 1.33 Mu = 1.33 (624.367 T-m) = 830.41 T-m El menor valor es 447.732 T-m, entonces: Mu real = 639.328 T-m > 447.732 T-m ¡ Ok !
Entonces la cantidad de acero es 117.3 cm2 REVISIÓN DE FISURACIÓN POR DISTRIBUCIÓN DE ARMADURA
= ≤ 0.0.6 Esfuerzo máximo del acero
Donde:
dc = 12.27 cm bw = 60 cm nv = Número de varillas = 23
= 2 = 2 12.27 60 = 63.913913 = √12. 2730,063.0023913 =3254.963 /
Z = 30,000 kg/cm (exposición moderada)
0.6 fy = 0.6 x 4200 kg/cm2 = 2520 kg/cm2
f SA SA ≤ 0.6 fy → 3254.963 ≤ 2520, no cumple, entonces: 2 f SA SA = 2520 kg/cm
Esfuerzo del acero bajo cargas de servicio
= =
, Como c = d-x, en entonces: tonces:
= =
Momento por estado límite de servicio I : Ms= 41789850 kg-cm Módulo de Elasticidad del acero Es = 2’000,000 kg/cm2 Página 9 de 12
_______
Ing. WILMER ROJAS ARMAS
Módulo de elasticidad del concreto
=1500 ´ 350 2 2000000 / = = 280624 /2
= 280624.304 kg/cm2
= 15000
Relación de módulos (n), se redondea al entero más cercano =7
Área de acero transformada Ast = Relación modular x área de acero Ast = n (As) = 7 x 117.30 cm2 = 821.1 cm2 Momento respecto del eje neutro, para determinar x:
= ( ) 2 7 7 117. 3 117. 3 = 232.551 ( 232.551 ) 2 7 232.117.5351 147.75 = 2828..963
Entonces:
d - x = 147.75 cm – cm – 28.963 28.963 cm = 131.037 cm
Inercia respecto del eje neutro de sección transformada (fisurada)
= 3 = 232.551 328.963 7 117.3 131.037
Icr = 15982199.842 cm4
Luego: Determinar el esfuerzo en el acero (fs) fc = Esfuerzo en el concreto fs = n fc
842 131131..03377 = 2392398.8.43311 / = = 7 4174178989850 85015982199.
Página 10 de 12
_______
Ing. WILMER ROJAS ARMAS
Esfuerzo permisible en el acero Fs ≤ 0.6 fy fy 0.6 fy = 0.6 x 4200 kg/cm 2 = 2520 kg/cm2 2398.431 kg/cm2 < 2520 kg/cm2 ¡ OK !
VIGA EXTERIOR Ancho del tablero: Voladizo + S/2 = 1.30m + 2.60m / 2 = 2.60 m ANCHO EFECTIVO DEL ALA (b) PARA VIGA EXTERIOR
1 2 22. 2. 0 0 0 = 2 . 7 5 8 ≤ { } = 1.30 ℎ6 ×0.0.200.0.50.0.60=0=/2/2=1.5=0 1.30
Entonces 0.5 x bI + bE = 0.5x2.60 + 1.30 = 2.60 m
bE transformada = bE / n = 2.60 m / 1.118 = 232.55 cm Cálculo de cargas y momentos para viga interior
(DC) carga muerta de la estructura Viga T = (2.60m x 0.20m + 0.60m x 1.40m) x 2.40 t/m3 = 3.264 t/m
× 22 3. 2 64 = 8 = 197.7.472
Diafragmas:
== ℎℎ 2.40 /
W = 0.25m x 1.15m x 1.0m x 2.40 t/m3 = 0.69 t Calculo de reacciones
= 0.692 3 = 1.1.035035 = 2 2 = 1.035 11 0.0.69 1111 = 3.795 = = 197.7.472 3.795 = 201.1.267
Momento considerando el C L.
Página 11 de 12
_______
Ing. WILMER ROJAS ARMAS
(DW) elementos auxiliares y carga muerta. Vereda = 0.60m x 0.25m x 2.40 t/m3 = 0.36 t/m
CaCarperpetta Asfaltica = 0.0.0505 × 2.00 × 2.2.2525 =0.225 /
Baranda = 0.15 t/m
Total = 0.36 + 0.225 + 0.15 = 0.735 t/m
=0.0.73535 8 × 22 = 44.468 =
(LL) SOBRE CARGA VEHICULAR – CARGA CARGA VIVA Factor de distribución para la viga exterior Una vía cargada, regla de la palanca
R = g P
∗ 2600 = 2 ∗2700 2 ∗ 900 = 2 (2700900 2600 )
R = 0.692 P g = 0.692 m = 1.2
m*g = 1.2 * 0.692 = 0.831
Dos vías cargadas g ext = e * g int.
=0. 7 7 2800 700 =0. 7 7 2800 2800=1.=1.02
g int. = 0.782
g ext = 1.02 * 0.782 = 0.797 m=1
m * g = 1 * 0.797 = 0.797 Gobierna = 0.831 M LL camión+carril = 249.619 t-m M LL EXT = 249.619 249.619 * 0.831 = 2 207.376 07.376 t-m
MOMENTO ULTIMO POR ESTADO LÍMITE DE RESISTENCIA I
=111..25×201.2671.5×44.4681.75×207.37676 = 681.1.193 =1
As = 125.189 cm2 , con 25 1” tenemos 127.50 cm 2.
Página 12 de 12
View more...
Comments
