Puente Viga Cajon

 

MEMORIA DE CALCULO PUENTE VIGA CAJON 1.-DATOS. Longitud del Puente Numero de Vias  Ancho de Vía

L = 26.00 m N= 2 Av = 8.40 m.

Sobrecarga Peatonal en Vereda Peso de la Baranda Metálica Peso Especifico del Concreto Resistencia del Concreto

s/cv = wb =

gc =

f'c =

Factor = 1.00

0.51 tn/m2 0.20 tn/m 2.40 Ton/m3 280 kg/m2

fy = 4200 kg/m2 Ea = 0.05 m V = 1.00 m = 0.25 m Nc = 3 P = 3.695 T Tn n.

Fluencia del Acero Espesor de la Carpeta Asfáltica  Ancho de Vereda  Altura de Vereda Nº de Vigas Cajon Camión de Diseño Según LRFD HL-93

ga =

2.25 Ton/m3 P = 3.695 T Tn n.

Peso del Asfalto Camión de Diseño Según LRFD HL-93

 At

 Av

V.

 

V.

.20

.25 ts.

.15

ts

.60

.15

H´

bw

S´

Sv

t1

Sn

H

bw

S´

bw

S´

bw

 

Sn

 

Sn

 

2.-PREDIMENSIONAMIENTO. El predimensionamiento se hara en función de los cajones multicelda.

2.1.- Peralte de Viga ( H ) : Según la norma para concreto reforzado con vigas cajón: Para Tramo Simplemente Apoyado. H = 0.06L 0.06L = 1.56

 

Asumimos :

2.2.- Ancho de los Nervios ó Almas ( bw ) : Se sa sabe be qu que: e:

bw ≥ 28 cm. cm.

H = 1.60m. 1.60m. H´ = 1.60m. 1.60m.

Sv

 

 

bw = 0.30m. 0.30m.

Asumimos :

2.3.- Separación Entre Caras ( S´ ) : Se sabe que :   S´= Sn-bw = 1.80  

S' = 1.80m. 1.80m.

Asumimos :

2.4.- Separación Entre Nervios ( Sn ) : Se sabe que : Sn = Av / (Nc+1) (Nc+1) = 2.10  

Sn = 2.10m. 2.10m.

Asumimos :

2.5.- Longitud de Voladizo ( Sv ) : Sv = 2.05m. 2.05m. 2.6.- Altura de Losa Superior( ts ) : ts  1.2

 

  3000   S´  30 

= 0.192

≥

0.14m.

Ok.

ts = 0.20m. 0.20m.

Asumimos :

2.7.- Altura de Losa Inferior ( t1 ) :

14cm  ts   t1   

s´

= 0.1 0.11m. 1m.

Ok.

16

t1 = 0.15m.

Asumimos :

3.-CALCULO DE LOS FACTORES DE DISTRIBUCION DE CARGA: 3.1.- Factores de Distribución Para Momentos. 3.1. PARA VIGAS INTERIORES. INTERIORES. Para un Carril de Diseño Cargado:

S   300    mgi   1.75     1100    L    

0.35

  1      Nc 

0.45

Para Dos ó Más Carriles de Diseño Cargado: 0.3

 13    S   1  mgi         Nc   430  L 

0.25

Donde: S = 2100 2100.00m .00mm. m. L = 26000.00 26000.00mm. mm. Nc = 3

Reemplazando valores se tiene:

2100 ≤ S ≤ 4000 18000 ≤ L ≤ 73000 Nc = 3

 

Para un carrill de diseño cargado. mgi =

0.468

Para dos carrilles de diseño cargado. mgi =

0.597

Se escoge el mayor entre los dos. mgvi = 0.597 0.597

3.1.2.- PARA VIGAS EXTERIORES. Para un Carril de Diseño Cargado: We = mge   

1850

We

=

4300

0.43 0.

We ≤ Sn

Para un Carril de Diseño Cargado: We = 801 mge   

We

=

0.186

4300 Entre llo os dos asumimos .

We ≤ Sn mgve = 0.186

3.2.- Factores de Distribución Para Cortantes. 3.2.1.- PARA VIGAS INTERIORES. Para un Carrill de Diseño Cargado:

  S   mgi      2900 

0.6

 d     L 

0.1 1800 ≤ S ≤ 4000 890 ≤ d ≤ 2800 6000 ≤ L ≤ 73000 Nc ≥ 3

Para dos Carrilles de Diseño Cargado:

  S   mgi     2200  

0.9

 

 d  L

0.1

   

Donde : d = 1550.00mm. Para un Carrill de Diseño Cargado: mgi =

Recubrimiento r = 5cm.

0.621

Para dos Carrilles de Diseño Cargado: mgi =

0.723

Se escoge el mayor entre los dos. mgvi = 0.723 0.723

3.2.2.PARA VIGAS Para un Carrill deEXTERIORES. Diseño Cargado:

 

P/2

Regla de la Palanca. 0.60

P/2 1.80

1.80

Cc = 0.786 Factor

=

1.00

de = 1.05  

mge = 0.786 786 Para dos Carrilles de Diseño Cargado: mge = egint.*mgvi Donde : e = 0.64 + de / 3800 mge =

Sn = 2.10

R

-600 ≤ de ≤ =

1.05

1500 Ok.

0.916

0.66

Se escoge el mayor entre los dos. mgve mgv e = 0.786 0.786

4.-METRADO DE CARGAS (Para la sección del puente).

1.00

4.20  2 %

0.25 0.20

0.084 0.20 0.60 0.40 1.60

1.60

0.15

0.15 1.900

0.30

1.80

0.900

0.30

DC (Tn/m.) Peso Peso Peso Peso Peso

de la Viga deLosa Sup. deLosa Inf. de la Vereda de la Baranda

DC =  

4.82 5.26 2.38 1.20 0.40

Peso del Asfalto

0.95

DW =

0.95

14.06

Peso de la Superestructura:   WDC =

DC (Tn/m.)

14.06Tn/m.

Peso de la Superficie de Rodadura. WDW =

0.95Ton/m.

5.-CALCULO DE LOS MOMENTOS MAXIMOS. 5.1.- Momento de la Superestructura y Superficie de Rodadura (DC y DW) :

 

 

W (Ton/m.) M  

Momento de la superestructura.

 

MDC =

2 WL 8

Momento de la superestructura.

1188.07Ton-m.

5.2.- Momento Por Sobrecarga Vehicular (LL) :

MDW =

80.28Ton-m.

a).-Camión de Diseño HL-93 (Truck).   Se considera Efectos Dinámicos para esta carga.

P

4P

4P

n n

Se Aplica el Teorema de Barent (Lineas de Influencia) n = 0.717

 

b

c

MTRUCK = 177.09Ton-m. b).-Sobrecarga Distribuida (Lane).   No se considera Efectos Dinámicos para esta carga. W=

0.97Tn/m. M 

WL

2

8

MLANE = 81.97Ton-m.

5.3.-Momento Factorado por Impacto de la Sobrecarga Vehicular :   MLL+IM = 1.33MTRUCK + MLANE MLL+IM = 317.49Ton-m.

5.4.- Momento Factorado por Impacto. Para vigas interiores: MLL+IM (VI) = MLL+IM.mgvi

Entonces ;

MLL+IM (UVI) = 229.66Ton-m.

Entonces ;

MLL+IM (UVE) = 249.46Ton-m.

Para vigas exteriores: MLL+IM(VE) = MLL+IM.mgve

Para el diseño se considerá el máximo de los dos; por lo tanto:

 

MLL+IM = 249.46Ton-m.

Resumen: MLL+IM 

249.46Ton-m.

MDC 

1188.07Tn-m.

MDW 

80.28Tn-m.

6.- CALCULO DE LAS CORTANTES MAXIMAS. 6.1.- Cortante de la Superestructura y Superficie de Rodadura (DC y DW) :  

Peso de la Superestructura: WDC =

Peso de la Superficie de Rodadura. WDW =

14.06Tn/m.

0.95Tn/m.

W (Ton/m.)

V 

 

Momento de la Superestructura:

WL 2

Momento de la Superficie de Rodadura:

VDC = 182.78Tn-m.

VDW = 12.35Tn-m.

6.2.- Cortante Por Sobrecarga Vehicular (LL) :   a).-Camión de Diseño HL-93 (Truck).   Se considera Efectos Dinámicos para esta carga.

P

4P

4P

n n

Se Aplica el Teorema de Barent (Lineas de Influencia) n = 0.717

b

 

c

VTRUCK = 29.59Ton-m.

  b).-Sobrecarga Distribuida (Lane).   No se considera Efectos Dinámicos para esta carga. W=

0.97Tn/m.

 

V 

WL 2

VLANE = 12.61Ton-m.

La Cortante amplificada de la sobrecarga vehicular será:   VLL+IM = 1.33VTRUCK + VLANE VLL+IM = 51.96Ton-m.

6.3.- Cortante Factorado por Impacto. Para vigas interiores: VLL+IM (VI) = VLL+IM.mgvi

Entonces ;

VLL+IM (UVI) = 37.59Ton-m.

Entonces ;

VLL+IM (UVE) = 40.83Ton-m.

Para vigas exteriores: MLL+IM(VE) = MLL+IM.mgve

Para el diseño se consideraá el máximo de los dos; por lo tanto: VLL+IM = 40.83Ton-m.

Resumen: VLL+IM 

40.83Ton-m.

VDC 

182.78Tn-m.

VDW

12.35Tn-m.

7.-DISEÑO DE LA VIGA CAJON POR FLEXION.  Al haber definido la viga cajon, como una u na seccion compuesta se tendra q que ue diseñar por partes.  Además la losa superior trabaja plenamente plena mente en compresion y la losa inferior trab trabaja aja a traccion.

7.1.- Filosofá de Diseño (Según AASTHO - LRFD) Mu = n∑gi.Mi = øRn

Donde:

n=nD.nR.nI > 0.95

Donde :

nD = 1.0 1.00 0 Factor Factor relati relativo vo a la ducti ductibil bilida idad d nR = 1.0 1.05 5 Para Para miembr miembros os no no re redund dundante antes s nI = 0.9 0.95 5 Por importa importanci ncia a op operat erativa iva Entonces

n = 0.998

Asumir :

n = 1.00

 

  Factores de Carga y de Distribución Notación M (Tn-m.)

DC

DW

LL+IM

1188.07

80.28

249.46

 

1.25

1.50

1.75

 

Mu = 1x[1.25MDC + 1.5MDW + 1.75MLL+IM]

Reemplazando valores se tiene : Mu = 2042.06Ton-m. 2042.06Ton-m.

7.2.- Acero en Traccion en la Losa Inferior . Selección del acero longitudinal para la viga:

Acero :

Asb (cm2.) = 5.07

5

h = 160. 160.00cm 00cm.. d = h-(r+db) = 152.46cm.

r = 5cm.

ø = 0.9

bw = 660.00cm.

Mu

Ku   

2

φ.b.d m  

ρ

ρ

 1  m 1

min

 



fy

1

2mKu 

 

fy

0 . 03

f´c fy

 Además :  As = ρbd =

=

14.79

=

0.85f´c

=

db (cm.) = 2.54

17.65

=

0.003638