Guia de Laboratorio Concreto Pretensado SAP2000

UNIVERSIDAD RICARDO PALMA

FACULTAD DE INGENIERIA

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL

 Formamos seres seres humanos para para una cultura de paz 

GUIA DE LABORATORIO Tema: Curso:

Concreto Pretensado

Es t u d i an t e:

Có d i g o

Docente:

Grupo rupo::

 Ing. Mario Daniel Mamani Mamani León Fec h a:

A u l a:

2016-2

Sub Grupo rupo::

Indice 1.

Pres Presen enta taci ción ón

2.

Intr Introd oduc ucci ción ón al SAP 2000

3.

Prop Propie ieda dade dess Geométricas de Vigas

4.

Aná Análisi lisiss del Proceso Constructivo de Vigas Presforzadas

5.

Labo Laborrator atorio io de Análisis de Vigas Presforzadas

6.

Aná Análisi lisiss de Perdidas de Presfuerzo

7.

Labo Laborrator atorio io de Perdidas del Concreto Presforzado

8.

Diseño en Resistencia de Vigas Presforzadas

9.

Diseño de Losas Presforzadas en 2 Direcciones

10. Calcul Calculo o de Deflexiones de Vigas Presforzadas 11. Labora Laboratori torio o de Diseño de Concreto Presforzado 12. Bibliogr Bibliografía afía

2

1. PRESENTACION ANTECEDENTES Mediante Oficio circular N° 002‐2016‐FI‐LIC‐D del 19 de Setiembre del 2016, el Decano de la Facultad de Ingeniería y el Jefe del Laboratorio de Informática y Cómputo F.I., solicitan en formato digital las guías de laboratorio a la Escuela de Civiles OBJETIVOS El objetivo de la guía es proporcionar las pautas para optimizar el uso de los recursos de multimedia y los software de diseño dispuestos en los laboratorios de la URP, con el fin de aplicar las estrategias de aprendizaje y desarrollar las competencias de los estudiantes de ingeniería. ALCANCES La presente guía de laboratorio será de cumplimiento obligatorio de los alumnos del curso y del docente de laboratorio; con el apoyo del personal y equipos de laboratorio de la URP. COMPETENCIAS Se desarrollaran las siguientes competencias:

•

Aplicación de los conocimientos de teoría en ejercicios prácticos de computo.

•

Desarrollo de sus habilidades para aprender las técnicas de modelamiento de estructuras presforzadas y su interpretación de resultados

•

Trabajo grupal, donde la interacción de conocimientos y habilidades serán probadas y evaluadas con ejercicios de laboratorio, compitiendo con otros grupos de aula. 3

Estrategias Se aplicarán las siguientes estrategias:

•

Se expondrá la parte teórica, la aplicación de la normatividad de diseño con ejercicios de laboratorio de computo, donde el análisis será resuelto con el uso del software SAP2000.

•

Se formarán grupos de alumnos de máximo 3 integrantes.

•

La evaluación será resuelta con la asignación a cada grupo de un diseño completo.

•

Los grupos competirán entre sí para alcanzar las diferentes etapas del diseño: Etapas

Descripción de Etapas de Diseño

1

Predimensionamiento

2

Modelamiento en SAP2000 2.1

Definición de Materiales

2.2

Definición de Geometría

2.3

Definición del Elemento Tendón

2.4

Definición de casos de carga

2.5

Combinaciones de cargas en Servicio y Resistencia

2.6

Asignación de Cargas

2.7

Ejecución de Análisis

3

4

Interpretación de Resultados 3.1

Resultados de Fuerzas

3.2

Resultados de Esfuerzos

3.3

Resultados de Deflexiones Diseño de Fuerza de Presfuerzo

4

2. INTRODUCCION AL SAP2000 Elemento

Menu Draw

Joint Frame/Cable/Tendón

 Areas

Links

5

SAP2000 –Elementos Joint

6

SAP2000 –Elementos Link 

7

SAP2000 –Elementos Frame

8

SAP2000 –Elementos Area

9

SAP2000 –Elementos Shell - Fuerzas

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3. PROPIEDADES GEOMETRICAS DE VIGAS Propiedades Geométricas con AutoCAD AutoCAD dispone del comando Massprop, para el cálculo de propiedades geométricas de secciones cerradas y secciones huecas. El procedimiento considera los siguientes Comandos: • Command: Región • Command: UCS • Command: Substract • Command: Massprop

11

Propiedades de Sección Cerrada

Procedimiento: • Dibujar la sección Cerrada • Comando UCS, opción New/3point y hacer click en un punto de referencia (punto medio de la base ) • Comando Massprop y seleccionar la sección cerrada (se ha creado un objeto tipo Región) • Identificar el centro geométrico de la Región creada • Comando Line y Point, para dibujar punto en centro geométrico de la Región creada • Comando Massprop y seleccionar otra vez la sección cerrada • Verificar el Centro de gravedad con coordenadas relativas x=0 e y=0. • Identificar las Propiedades Geométricas.

12

Propiedades de Sección Hueca

Procedimiento: • Dibujar la sección Hueca • Comando UCS, opción New/3point y hacer click en un punto de referencia (punto medio de la base ) • Comando Massprop y seleccionar las 2 secciones cerradas (Se ha creado dos Regiones Cerradas, una exterior y otra interior) • Comando Substract y seleccionar las 2 regiones creadas (Se ha creado una Región Hueca, resultado de substraer la Región interior de la exterior) • Identificar el centro geométrico de la Región Hueca • Comando Line y Point, para dibujar punto en centro geométrico de la Región Hueca • Comando Massprop y seleccionar la Región Hueca • Verificar el centro geométrico de coordenadas relativas x=0 e y=0. 13 • Identificar las Propiedades Geométricas.

3. ANALISIS DEL PROCESO CONSTRUCTIVO a) Análisis de Viga No Apuntalada Descripción

Carga

Elemento Resistente

Aplicación de Presfuerzo en Viga Prefabricada

Presfuerzo

Viga Sola

Colocación de Viga

Peso de Viga

Viga Sola

Vaciado de Losa

Peso de Losa (losa sin fraguar)

Viga Sola

Endurecimiento de Losa

‐‐

 

Viga Compuesta

Colocación de cargas utilitarias

Peso de piso acabado y barandas

Viga Compuesta

Aplicación de carga Viva

Sobrecarga Peatonal

Viga Compuesta

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 b) Análisis de Viga Completamente Apuntalada Descripción Vaciado de Viga y Losa Endurecimiento de Viga y Losa

Carga

Elemento Resistente

Peso de Viga y Losa

‐‐

 

Apuntalamiento Apuntalamiento

Aplicación de Postensado

Postensado

Viga Compuesta

Retiro de Apuntalamento

Peso de Viga y Losa

Viga Compuesta

Colocación de cargas muertas Utilitarias

Piso acabado y barandas

Viga Compuesta

Aplicación de carga Viva

Sobrecarga Peatonal

Viga Compuesta

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c) Análisis de Viga Apuntalada con  Apoyos Intermedios Provisionales Descripción

Carga

Elemento Resistente

Aplicación de Presfuerzo en Viga Prefabricada

Presfuerzo

Colocación de Viga

Peso de Viga

Viga Sola Continua

Vaciado de Losa

Peso de Losa (Losa sin fraguar)

Viga Sola Continua

Endurecimiento de Losa Retiro de Apuntalamiento

Viga Sola Prefabricada

‐‐

 

Viga Compuesta Continua

Reacción de Viga y Losa en Apoyos Intermedios

Viga Compuesta

Colocación de cargas muertas Utilitarias

Piso acabado y barandas

Viga Compuesta

Aplicación de carga Viva

Sobrecarga Peatonal

Viga Compuesta

Simplem. Apoyada

Simplem. Apoyada

Simplem. Apoyada

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5. LABORATORIO DE ANALISIS DE VIGAS PRESFORZADAS Se debe construir un puente peatonal de L= 75.0 m, en una primera etapa las vigas serán prefabricadas y simplemente apoyadas y en una segunda etapa se harán continuas en 3 tramos mediante el vaciado de la losa del tablero y los diafragmas de apoyo. La relación de luces de los tramos continuos estarán en una relación 1:1:1. Se pide calcular la fuerza de postensado de la viga prefabricada y de la viga continua.

5.1. Viga Postensada Prefabricada

Definición de Materiales

Concreto f’c= 4 ksi

 Acero fpu= 270 ksi

Propiedades de Viga Prefabricada

Definición de Cargas

 Asignación de Cargas Muertas

Diagrama de Cargas Muertas

Geometría Tendón

Geometría Tendón

Definición de Sección de Tendón

 Asignación de Cargas de Postensado

Combinación de Cargas

EJECUCION DEL ANALISIS Diagrama de Esfuerzos  Viga + Losa

Diagrama de Esfuerzos Postensado 1ra Etapa

Diagrama de Esfuerzos

 Viga + Losa +Postensado 1ra Etapa

Para la Fibra Inferior en el Centro de Luz: S11_Viga+Losa + kxS11_Postensado 1ra Etapa= 0 Resolviendo : k= 1310.15 /2743.36 = 0.4775 Fuerza de Postensado: Ff= 1000xk = 477.5 ton

Cálculo del Area de Tendón

Aps Teórico Aps= 477.5/ (0.6x189,000) Aps= 0.0042 m2 = 42.11 cm2 Si consideramos torones de 0.6” = 1.4 cm2 n = Entero.Mayor( 42.11 /1.4) = 31 torones de 0.6” Aps : Aps= 31x1.4 = 43.4 cm2