Post on 02-Jul-2015
PUENTES DE SECCIÓN COMPUESTA
LOSA DE CONCRETO
Y VIGAS DE ACERO
ING. VÍCTOR SÁNCHEZ MOYA PH.D.
INTRODUCCIÓNA diferencia del diseño del acero estructural tradicional, el
cual considera sólo la resistencia del acero, el diseño de
secciones compuestas asume que el acero y el concreto
trabajan juntos en las resistencias de las cargas. Esto
resulta en diseños más económicos, debido a que la
cantidad de acero puede ser reducida.
MIEMBROS A FLEXIÓN
El caso mas común de un elemento compuesto a flexión,
es una viga de acero interactuando con una losa de
concreto por acción de pernos o conectores de corte.
PUENTES DE SECCIÓN COMPUESTA
PROCEDIMIENTOS DE CÁLCULO
Esfuerzos en el acero
Secuencia de carga. Los esfuerzos elásticos en
cualquier punto de una sección compuesta debido a la
aplicación de cargas serán igual a la suma de los
esfuerzos causados por las cargas aplicadas
separadamente al
Acero
Sección compuesta para cargas de corta duración
Sección compuesta para cargas de larga duración
PUENTES DE SECCIÓN COMPUESTA
Flexión Positiva
Para el cálculo de los esfuerzos por flexión, la sección
compuesta consistirá de la sección de acero y el área
transformada de un ancho efectivo de la losa de concreto
Las cargas transitorias se aplicarán a la sección compuesta
para cargas de corta duración, el área de la losa será
transformada usando la relación modular n
Las cargas permanentes se aplicarán a la sección compuesta
para cargas de larga duración, el área de la losa será
transformada usando la relación modular 3n
Para concretos de densidad normal, la relación modular puede ser tomada
como:
16 <= f’c < 20 n = 10
20 <= f’c < 25 n = 9
25 <= f’c < 32 n = 8
32 <= f’c < 41 n = 7
41 <= f’c n = 6
Donde
f’’c = Esfuerzo de compresión del concreto a los 28 días (MPa)
Flexión Negativa
Para el cálculo de esfuerzos de momentos, la sección compuesta consistirá de la
sección de acero y el refuerzo longitudinal dentro del ancho efectivo de la losa
PUENTES DE SECCIÓN COMPUESTA
CALCULO DEL ANCHO EFECTIVO DE LOSA PARA LA SECCION COMPUESTA
La longitud efectiva usada en el cálculo del ancho efectivo del ala podrá ser tomada como la longitud del tramo para vigas
simplemente apoyada y para tramos continuos la distancia entre los puntos de inflexión bajo cargas permanentes.
Para vigas interiores, el ancho efectivo será tomado como el menor valor de:
• ¼ de la luz efectiva del tramo• 12 veces el espesor de la losa, mas el mayor valor de el
espesor del alma o ½ ancho del ala superior de la viga• El espaciamiento promedio de las vigas adyacentes
Para vigas exteriores, el ancho efectivo será tomado como ½ del ancho efectivo de la viga interior adyacente, mas el menor de:
1/8 de la luz efectiva del tramo6 veces el espesor de la losa, mas el mayor valor ½ del
espesor del alma o 1/4 ancho del ala superior de la vigaEl ancho del volado
DISTRIBUCIÓN DE CARGAS Y DISEÑO DE LOSAS DE CONCRETO - VOLADIZOS
AASHTO - STANDARD
CASO A : REFUERZO PRINCIPAL PERPENDICULAR AL TRÁFICOCada rueda en un elemento perpendicular al tráfico será distribuido de acuerdo a la siguiente fórmula (no incluye impacto)
Donde:X : Distancia en pies de la carga al punto de apoyo.El momento por pie de losa será dado por:
CASO B : REFUERZO PRINCIPAL PARALELO AL TRÁFICOEl ancho de distribución por cada carga de rueda en un elemento paralelo al tráfico será:
pero no excederá los 7 pies. El momento por pie de losa será dado por:
75.38.0 XE
XEP
M
2.335.0 XE
XEP
M
FyE
twDcp
76.32
CONSIDERACIONES PARA SECCIÓN COMPACTAEsbeltez del alma: Deberá de cumplirse que
Donde:Dcp : Altura del alma (porción) en compresióntw : Espesor del almaE : Módulo de elasticidad del almaFy : Esfuerzo de fluencia mínima del alma
Esbeltez del ala en compresión: Deberá de cumplirse que
Donde:bf : Ancho del ala en compreióntf : Espesor del alaE : Módulo de elasticidad del almaFy : Esfuerzo de fluencia mínima del ala
FyE
tfbf
382.02
CONSIDERACIONES PARA SECCIÓN COMPACTAProporciones de Elementos: Deberá de cumplirse que
Donde:Iyc : Momento de inercia de la sección de acero con respecto al eje
vertical en el plano del almaIy : Momento de inercia del ala en compresión de la sección de
acero con respecto al eje vertical en el plano del alma
9.01.0 IyIyc
VISTA LONGITUDINAL PUENTE CAYNARACHI
SECCIÓN TRANSVERSALDE LA SECCIÓN
SECCIÓN TRANSVERSAL DE LA SECCIÓN EN LOS APOYOS
PROPIEDADES DE LA SECCIÓN
PROPIEDADES DE LA SECCIÓN
PROPIEDADES DE LA SECCIÓN
ANÁLISIS DE LOS ESTADOS DE CARGA
IDEALIZACIÓN DE LA ESTRUCTURAMOMENTOS FLECTORES POR
PESOS PROPIOS, DC
MOMENTOS FLECTORES POR PESOS LOSA INFERIOR, DC1
MOMENTOS FLECTORES POR PESO DE SUPERFICIE DE RODADURA, DW
ANÁLISIS DE LOS ESTADOS DE CARGA
MOMENTOS FLECTORES PRODUCIDOS POR EL CABLE DE PRESFORZADO
FUERZAS AXIALES PRODUCIDOS POR EL CABLE DE PRESFORZADO
ANÁLISIS DE LOS ESTADOS DE CARGA
ENVOLVENTE DE MOMENTOS FLECTORES PRODUCIDOS POR LA SOBRECARGA HL93, LL
UBICACIÓN DE LOS CABLES DE PRESFUERZO
EN LA LOSA DE CONCRETO
CÁLCULO DE
ESFUERZOS
VIGAS
CÁLCULO DE
ESFUERZOS
LOSAS
DISTRIBUCIÓN DE CARGAS Y DISEÑO DE LOSAS DE CONCRETOAASHTO - STANDARD
CASO A : REFUERZO PRINCIPAL PERPENDICULAR AL TRÁFICOEl momento por carga viva para un simple tramo será determinado por las siguientes fórmulas (no incluye impacto)
Donde:S : Longitud del tramoP : 16000 lb para la sobrecarga HS-20
CASO B : REFUERZO PRINCIPAL PARALELO AL TRÁFICOPara cargas de rueda, el ancho de distribución, E, será:pero no excederá los 7 pies. Las cargas por carril serán distribuidas sobre un ancho de 2E. Las losas reforzadas longitudinalmente serán diseñadas para la apropiada sobrecarga HSLas losas diseñadas de acuerdo a lo indicado, serán consideradas satisfactorias para el cortante y adherencia
piepielbMPS
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SE 06.04