Apoyos_elastomericos
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FACULTAD DE INGENIERAU.B.A.
Departamento Construcciones yEstructuras
HORMIGN II 74.05Clase N: 18
Prepar:M.C.
Fecha:0 /05/08
Archivo: Apoyos Sintticos Ho a:1de 10
APOYOS ELASTOMRICOS
Se trata de apoyos flexibles construidos con materiales sintticos. Vulgarmente, se losdenomina Apoyos de Neopreno. El material base suele ser una combinacin dediversos elastmeros y otros aditivos qumicos. Presentan diversas ventajas respecto alos apoyos mecnicos.
A) Economa: Simplicidad de Diseo
Facilidad de fabricacin
Bajo costo del material
B) Efectividad:(como medio detransmisin decargas)
Cargas Compresin: Absorbe las irregularidades de las superficiesde contacto
Cargas Horizontales Se deforma rpidamente desde el comienzo
del movimiento de las vigas.C) Ausencia deMantenimiento:
No hay necesidad de limpieza ni de lubricacin. Todo el movimiento esabsorbido por deformaciones de la goma
Al mix de materiales lo podemos denominar como Caucho sinttico:
Tiene las cualidades elsticas del caucho natural pero posee mejor resistencia que elcaucho natural contra la corrosin y el envejecimiento, especialmente en los procesos deoxidacin acelerada ante la luz y la intemperie.
Apoyo sintticoArmado: es un bloque de caucho sinttico que contiene lminas de aceroen su interior, adheridas mediante un proceso de vulcanizacin.
Porqu armado?
Diferencias entre un bloque de goma plano y un apoyo elastomrico laminado (Apoyo armado)
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La capacidad del bloque de goma para soportar Cargas Verticales se incrementa tantocomo el nmero de laminas de acero que se colocan
Deformacin del apoyo bajo cargas verticales.
Fabricacin
Los apoyos elastomricos armados estn compuestos por mltiples laminas de materialelastomrico separadas por placas de acero como armaduras. Las dimensiones del apoyo, elnmero de capas de neopreno y su espesor e igualmente el de las placas de acero, serdimensionado en funcin de las cargas a ser transmitidas a la infraestructura. La inclusin
efectiva de las planchas de acero como armaduras implica un proceso de moldeo del apoyocon vulcanizacin, es decir bajo condiciones de presin y temperatura.
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Clculo del Neopreno
Predimensionamiento
Dimensiones: b mx= ancho Viga 2cm
15cm o 5 x t t< w< b
1cm < tt< w/ 5Carga Vertical:
Las acciones verticales a considerar en el apoyo son las reacciones de las vigas (V) debidoa las Cargas gravitatorias del Tablero (Q).
PqPgQ +=
2=
vn
QV
Donde: Pg = peso propio TableroVigas PrincipalesRiostras
Pq = Sobrecargas AplanadoraMuchedumbre.Sobrecarga en veredas
La tensin de compresin en el Neopreno es:
bw
V
=
Fijada la tensin admisible del Neopreno () (70 a 120 kg/cm2) y adoptada la dimensin b,se obtendrn las dimensiones en planta:
b
Vw
=
Viga Principal
Viga Principal
Apoyo N eopreno
Ver detalle
bw
Eje de apoyo de la vigatt
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l
w
t
Al apoyo de neopreno predimensionado de esta manera, se le deben realizar las siguientesverificaciones:
1. Mximo Corrimiento (l)2. Deformacin del espesor3. Deslizamiento
1) Mximo Corrimiento:
tl 5.0
5.0)(max =
=t
ltg
El corrimiento l es producido por la variacin de longitud de la viga debido a accionestrmicas, acciones estticas (Frenado) y/o reolgicas.
Variacin de Temperatura:
)()/(2
)(1 Ctmcm
mLl =
donde = coeficiente dilatacin del Hormign.
Fuerza de Frenado
La fuerza de frenado a considerar en la Superestructura es el mayor valor entre:
fajasndoraPesoAplanaFt 15.01 =
CalzadaSupreaMuchedumbCFt .arg25
12 =
La reaccin en el apoyo es:
2
max
=
vn
FtF
Siendo Go el mdulo de deformacin transversal del neopreno, el mismo depende delmaterial empleado.
El valor del mismo es:
Tipo Go(kg/cm2)
Shore 50 8Shore 60 11
Shore 70 15
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w
t
Por definicin el modulo de deformacin transversal es la relacin entre la tensin y ladistorsin. Es decir
22 l
t
wb
F
tl
wbF
Distorsin
TensinGo
=
==
Si despejamos:
wbG
tFl
o
= 2
Corrimiento Total es:
21 lll +=
Debemos Verificar
5.0)()( max =
= tgt
ltg
Fenmenos reolgicos
2) Deformacin del Espesor:
t%15
La deformacin del espesor del Neopreno depende de la dureza material, la carga unitariay del Factor de Forma.
Para verificar esta deformacin existen bacos para cada Dureza, a los cuales se entracon los valores de carga unitaria (k) y factor de forma (T) y se obtiene la deformacinporcentual del espesor.
Factor de forma:( ) tbw
bwT
+
=
2
Carga Unitaria ( )2cmkgbw
Vk
=
V
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b
wt1t2
t
Chapa metlicasoldada al neopreno
Se pueden presentar dos casos despus de entrar al baco:
1. Si las dimensiones adoptadas verifican (l < 15% t) para cualquier dureza, conviene
elegir la dureza ms baja para tener menor deformacin permanente en la Obra.
2. Si ninguna dureza cumple, debo modificar el apoyo. Para ello se puede modificar lasdimensiones en planta aumentando w o utilizar Neoprenos Armados.
El uso de neoprenos armados permite reducir las deformaciones de las placas de gomadebido al confinamiento otorgado por los flejes metlicos.
TTT >+ 21
Si bien el material sinttico tiene unMdulo de elasticidad bajo(E=6000 kg/cm), tiene un mdulode Poisson elevado (G=10 kg/cm),por eso se pueden controlar lasdeformaciones normales
controlando las transversales.
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3) Verificacin al Deslizamiento:
Debido a los esfuerzos horizontales el apoyo de Neopreno sufre una distorsin () en sualtura, la cual no debe superar el limite de tg()
En caso contrario se producir deslizamiento. Para evitar esta circunstancia, se puedeproceder de alguna de las formas que se indican a continuacin:
Disminuyendo el valor de G, utilizando un material de menor dureza.
Aumentando el espesor total de neopreno (ttaltura neta de goma), respetando las
proporciones geomtricas establecidas anteriormente.
Temp. Minima (C) X
-7 1.90
-10 1.88
-15 1.85
-20 1.75
-25 1.67
-30 1.50