Memoria de Cálculo Estructural Pasarela Peatonal Ejemplo

ANEXO 1 - MEMORIAS DE CÁLCULO PUENTE PEATONAL Av. BOYACA - Av. RINCON MEMORIA DE CALCULO TRAMO PRINCIPAL 1.1 1.1.1

ANAUSIS

DE CARGAS

CARGA MUERTA

AVALUO DE CARGAS PUENTE PEATONAL Av. BOYACA - Av. RINCON CARGAS MUERTAS ltem Peso estructura por m Piso Metálico Lámina Vtas Longitudinales (5) Persianas Metálicas (2) Elementos de conexión Total

Densidad

Longitud (m) 2.81

5 2

kgf/m3 7800 6.5kg/m2 3.7kg/m 15.3kg/m

30% peso

Peso kgf/m 468.5kg/m 18.3kg/m 18.7kg/m 30.6kg/m 160.8kg/m 696.9kg/m

CARGA ELEMENTOS METALlCOS NO ESTRUCTURALES Separación entre cada vigueta = 1.20m Ancho Afer Carga por Vta Peso kgf/m2 (m) kgflm Piso Metálico 6.50 1.20 7.8kg/m Vtas Long. son 5 L=1.20m: (3.74x5x1.2)/2.814 = 8.0kg/m Total 15.8kg/m Separación entre cada paral = 1.20m Ancho Afer Carga por Peso kgf/m (m) Paral kgf 18.4kg Persiana de Baranda 15.30 1.20

1.1.2

CARGA VIVA

La carga viva se tiene en cuenta de como una carga linealmente

distribuida

sobre toda la

sección de las viguetas de carga.

1

CARGAS VIVAS

Longitud (m)

Carga Puentes Peatonales

2.81

Unitaria 450.0kg/m2

Peso kgflm 1266.3kglm

Separación entre cada vigueta = 1.20m, carga Viva por vigueta: Unitaria Ancho Afer Carga por Vta (m) kgf/m Carga Puentes Peatonales 450.0kg/m2 1.20 540.0kglm

1.1.3

CARGADE VIENTO

La carga de viento aplicada a la estructura es la siguiente CARGAS DE VIENTO Para una velocidad de 80km/h: Unitaria Mínima Barlovento Sotavento

450.0kg/m 225.0kg/m

Factor de Carga kgf/m Corrección 112.5kglm 0.25 56.3kglm 0.25

Estas cargas se dividen entre dos para ser aplicadas en el cordón superior e inferior SOTAV BARLOV 28.1kglm 56.3kglm Cordón Superior 28.1kglm 56.3kglm Cordón Inferior

1.1.4

FUERZASSISMICAS

Por la ubicación del puente peatonal la zona de microzonificación que le corresponde es la Zona

2.

2

ESPECTRO DE DISEÑO SISMICO-MICROZONIFICACION A. LOCALlZACION EN EL MAPA ZONA 2

BOGOTA

-----

,J.y

or

,O~.

Y

i •..•

•.•-u" •...•"b. --J

~Ec..t-A l.:. E•.•. ERC 1 -,.

~'T~'~'! .&..-CA-..L-E.It(Ai'CP

l~~~~C~~

1

3

OBRA:

PUENTE PEATONAL Av. BOYACA-Av. RINCON

B - PARAMETROS BASICOS DE CALCULO B.1 Localización de la obra SITIO DE LA OBRA: BOGOTA ZONA DE AMENAZA NSR-98: 5 RIESGO DE LA ZONA=IINTERMEDIAI Valor de Aa= 1 0.20 lsegún mapa NSR-98 MICROZONA PARA ANALlSIS 2 PIEDEMONTE COEFICIENTES ESPECTRALES DE ANALlSIS To= 0.20 Am= 0.30 Fa= 1.00 Tc= 1.20 An= 0.40 Fv= 2.25 TL= 6.00 B.2 Perfil del suelo en la zona TIPO DE PERFIL DE SUELO: S2 COEFICIENTE DE SITIO: S =1 1.20 B.3 Grupo de uso de la edificación GRUPO DE USO ESPECIFICADO: 11 COEFICIENTE DE IMPORTANCIA: I =1 1.10 B.4 Cálculo del Espectro de Diseño Fórmula Básica:

ISa = AnF~ 1 I T

1-_----.:=------1 Condiciones de frontera:

Zona 1 Zona 2

Para T entre To y Te

Sa

=

AnFv 1 T2.5

Zona 3 Zona 4 Zona 5

L-_--!..._---I

ISa

= 2.5Am.Fa.l1

Para T mayor que TL

ISa=Am/21

Para T menor que To

ISa = (Am + (Am/To)(2.5Fa-I)T)II

Con estas consideraciones se grafica el espectro de diseño para la microzona

Valores del Espectro de diseño: T (seg) 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0

Sa

0.300 0.578 0.825 0.825 0.825 0.825 0.825 0.825 0.825 0.825 0.825

T (seo) 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2.0

Sa

0.825 0.825 0.762 0.707 0.660 0.619 0.582 0.550 0.521 0.495

T (seg) 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9 3.0

Sa

0.471 0.450 0.430 0.413 0.396 0.381 0.367 0.354 0.341 0.330

T (seg) 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 4.0

Sa

0.319 0.309 0.300 0.291 0.283 0.275 0.268 0.261 0.254 0.248

T (seg) 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 4.9 5.0

Sa

0.241 0.236 0.230 0.225 0.220 0.215 0.211 0.206 0.202 0.198

T (seg) 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 5.7 5.8 5.9 6.0

Sa

0.194 0.190 0.187 0.183 0.180 0.177 0.174 0.171 0.168 0.165

4

ESPECTRO DE DISEÑO SISMICO PARA MICROZONA 2 0.900 0.800

\

0.700 0.600 _ 0.500 Q

~ 0.400

"'"

""

"

--------

~

rn 0.300 0.200 0.100 0.000 0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

4.5

5.0

5.5

6.0

Periodo T (s)

1.1.5

CARGAS POR TEMPERATURA

Para considerar los esfuerzos causados por las variaciones de temperatura, Bogotá D.e. un gradiente térmico igual a

1.1.6

se adopta para

+/- 200 e.

CARGA DE TENSIONAMIENTO

Para considerar la carga de tensionamiento se aplica un gradiente de temperatura de -800C sobre las diagonales metálicas.

5

1.2

MÉTODOS DE DISEÑO

En los análisis se utiliza el Método del Estado Umite de Resistencia, o de esfuerzos últimos, para el diseño de los elementos metálicos y de concreto de acuerdo al CCDSP.

1.2.1

COMBINACIONESADOPTADAS

En consecuencia con los métodos de análisis descritos en el punto anterior, se

usan las

siguientes combinaciones de carga para cada una de las luces de la estructura: CM=Carga Muerta incluyendo el peso propio de los elementos, el peso de los elementos no estructurales y las conexiones. CV=Corresponde a la carga viva aplicada sobre las tres luces del tramo de puente en estudio. CVl=Corresponde a la carga viva aplicada sobre la primera luz desde el acceso occidental. CV2=Corresponde a la carga viva aplicada sobre la segunda luz desde el acceso occidental CV3=Corresponde a la carga viva aplicada sobre la tercera luz desde el acceso occidental, acceso a las rampas. CVP=Correspondea la carga viva aplicada sobre las tres partes del tramo del puente en estudio, pero cargando solo la mitad del corredor. CW=Carga de Viento (Barlovento y Sotavento) T=Carga por el gradiente del cambio de temperatura. TEN=Carga por tensionamineto de las diagonales. CAS01:

1.30CM+2.17CV+1.0TEN

CASOlA:

1.30CM+2.17CV1+ 1.0TEN

CAS01B:

1.3OCM+2.17CV2+1.0TEN

CAS01C:

1.3OCM+2. 17CV3+1.0TEN

CAS01D:

1.3OCM+2.17CVP+1.0TEN

CAS01E:

1.3OCM+2.17(CV1+CV2)+1.0TEN 6

CASOIF:

1.3OCM+ 2.17(CVl +CV3)+ 1.0TEN

CASOIG:

1.3OCM+2.17(CV2+CV3)+

CAS02:

1.3OCM+ 1.3OCW+ 1.0TEN

CAS03:

1.3OCM+ 1.3OCV+0.39CW+ 1.0TEN

CAS04:

1.3OCM+ 1.3OCV+ 1.30T + 1.0TEN

CAS05:

1.25CM+ 1. 25CW+ 1.25T + 1.0TEN

CAS06:

1.25CM+ 1.25CV+O.38CW+ 1.25T + 1.OTEN

CAS07:

1.OCM+1.0E

1.0TEN

Para el CAS07 se aplicaron todas las variaciones posibles para tener en cuenta el efecto ortogonal de las cargas sísmicas.

1.OCM+ 1.0Ex+O.3Ey 1.OCM+ 1.0Ex-O.3Ey 1.OCM-1.0Ex+O.3Ey 1.OCM-1.0Ex-O.3Ey 1.OCM+O.3Ex+ 1.0Ey 1.OCM+O.3Ex-l.OEy 1.OCM-O.3Ex+ 1.OEy 1.OCM-0.3Ex-1.0Ey

7

, ~smuto de Desarrollo UrbáOO/. ,-. ~~...tfO de 00cumcnla""':iJ;,,

1.3

1.3.1

ct

DATOS DE ENTRADA DEL MODELO

GEOMETRIA DEL MODELO

.L

.1.

.1. ...""

"'":f "'i

,

••..

"3:"'}:

... ~ ~ l

"'i

8

2

(

\

.)

3

1.3.2

SECCIONES

Las secciones empleadas en el modelo son las siguientes:

SECCION ESTRUCTURAL Platafonna Cordón Superior Cordón Inferior Parales Viguetas Metálic. Element Longitud. Diagonales Vert. Diagonales Hor. Apoyos Vigas Apoyo Diag. Hor Apoyos Columnas Diagonales Longitudinales Cimentación Pedestal 1 Pedestal 2 Dado 1 Dado 2 Pilote

1.3.3

NOMBRE EN MODELO

GEOMETRIA (m)

MATERIAL

CS CI PARAL VTM LG DG RP

0.15xO.20x6.35 0.15xO.15x6.35 0.15xO.10x6.35 0.10xO.15x6.35 0.06xO.12x2.50 Diámetro 1-1/4" O.06xO.06x2.25

A500C A500C A500C A500C A500C SAE1045C A500C

W14X61 L3X3X5/16 TUB08 TUB04 TUB08

W14X61 L3X3X5/16 Diámetro 8" Diámetro 4" Diámetro 8"

STEEL A572GR50 A53GB A53GB A53GB

PED1 PED2 DADO DADO PILOTE50

0.65xO.65 1.25xO.65 1.20x3.00xO.60 2.40x3.15xO.60 Diámetro 0.50

CONC CONC CONC CONC CONC

21MPa 21MPa 21MPa 21MPa 21MPa

GRAACOS DE DE CARGA

Los gráficos muestran como fue cargado el modelo para los diferentes casos y combinaciones de carga, teniendo en cuenta que las unidades empleadas son de toneladas fuerza, metros y grados centígrados.

4

CARGA MUERTA DISTRIBUIDA Piso Metálico y viguetas = O.016Tonf/m

-----~ ~

\

~---------------

\

\

/

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/ ~\

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I

I !

\

\

~

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\

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\\

/1' \

\

I \ /

\

5

CARGA MUERTA PUNTUAL Persiana de baranda

=

O.018Tonf

I

\

/

I

!

6

)

CARGA VIVA Carga Viva - O.54Tonf/m

CARGA VIVA P

7

CARGA VIVA 1

CARGA VIVA 2

CARGA VIVA 3

( 8

CARGA DE VIENTO Barlovento = O.056Tonfjm Sotavento = O.028Tonfjm

.1

í

i

/

/

\

\

\

\

\ \\

\

\

/

~

\

~

\

\

I

\

/!

, ~!

\

\ \

\

\

\

'y

(

9

GRADIENTE DE TEMPERATURA

1;.2

7.7

1 •

,

.

TENSION

,5

43.1

-3(;.3

-JO.I

• !t.e

-18.5

-12.3 ;.;).00 YúOO.:!\loo

10

1.4

DATOSDE SALIDA DEL MODELO

1.4.1

1.4.1.1

DEFLEXIONES

Deflexiones Verticales por Carga Viva

Aunque el CCDSP permite que las flexiones causadas por las cargas vivas de servicIo más impacto no sean superiores a 1/800 de la luz, para el diseño se adopta el criterio de la AASHTO la cual aplica como límite 1/500 de la luz:

LUZ

L1 L2 L3

LONGITUD (cm)

1920 3215 3097

NUDO

Defl. Adm (cm)

92 283 652

3.84 6.43 6.19

Defl. CV (cm)

1.090 3.350 3.340

Adm>CV ok ok ok

Deflexión Máxima en la Luz 1 causada por la CV1

Deflexión Máxima en la Luz 2 causada por la CV2

Pt Obi: 283 Pt E 1m: 279 U1 = '.001 U2 = .0000008054 U3 = '.0335 R1 = '.000001324 R2 = .00025 R3 = .00000008938

11

Def1exión Máxima en la Luz 3 causada por la CV3 Pt Obj 652 Pt Elm: 531 Ul = '.0043 U2 = .0000005562 U3 = '.0334 R1 = '.0000004855 R2 = '.00019 R3 = .00000001654

1.4.1.2

Deflexiones Horizontales por Viento

Para el diseño se adopta el criterio de la AASHTO la cual aplica como límite 1/500 de la luz:

LUZ

L1 L2 L3

LONGITUD (cm)

1920 3215 3097

NUDO

Defl. Adm. (cm)

112 282 633

3.84 6.43 6.19

Defl. CW (cm)

1.130 2.220 1.740

Adm>CW ok ok ok

Def1exión Máxima en la Luz 1causada por la CW Pt Obj: 112 Pt Elm: 108 Ul = '.0007 U2 = .0113 U3 = '.0016 Rl = '.00124 R2 = .00005 R3 = .00052

(

12

Deflexión Máxima en la Luz 2 causada por la CW Pt Obj: 282 Pt Elm: 278 U1 = -.0004 U2 = .0222 U3 = -.0028 R1 = -.00208 R2 = -.00003 R3 = .00021

Deflexión Máxima en la Luz 3 causada por la CW Pt Obj: 633 Pt Elm 512 U1 = .0003 U2 = .0174 U3 = -.0019 R1 = -.00142 R2 = -.00008 R3 = -.00025

13