PROYECTO
PROPIEDAD : DISEÑO: V.R.A. - R.U.S.E.
CONSULTOR : CONSULTORIA CHERRY PROGRESIVA: KM 7+050
FECHA : MARZO DEL 2013
Longitud del Puente: LL = 13.00 m
Distancia entre ejes de apoyo: L = 12.50 m SIMPLEMENTE APOYADO
Altura de la Viga: H = L/15-L/12= DE L/15= 0.83 HASTA L/12= 1.04
Se toma como altura de la Viga H = 1.20 m
Espesor de la losa:
t (mm) = 1.2(S+3000)/30 174.00 mm 17.40 cm minimo 17.5 cm
Se toma como espesor de la Losa t= 0.20 m
DESCRIPCION SIMBOLO MEDIDA(m)
Ancho de la Via A 3.600
Numero de Vias NV 1
Ancho de la Vereda c 0.600
Base de la Viga VP bw 0.450
Altura del cuello n 0.100
Espesor del asfalto e 0.000
u 0.100
z 0.100
Nº vigas diafragmas 4
Base de V diafragmas ad 0.250
Peralte de V diafragmas hd 0.900
Nº Vigas principales VP 2
Peralte viga Principal f 1.000
Espesor de la losa t 0.200
Espesor de la vereda g 0.200
Separación de vigas VP S 1.350
Separación eje vigas VP S' 1.800
Long. del volado losa a 0.875
Long. del volado vereda i 0.500
fy = 4,200.0 Kg/cm2
n = Es/Ec >= 6 9.385
f'c = 210.0 Kg/cm2
Usar n = 9.000
fc = 0,40*f'c 84.0 Kg/cm2
k = n / (n + r) 0.310
fs = 0,40*fy 1,680.0 Kg/cm2
j = 1 - k / 3 0.897
r = fs / fc 20.0 fc*j*k = 23.372
Es = 2.04E+06 Kg/cm2
Ec = 15,000 f'c^1/2 217,371 Kg/cm2
CONCRETO ϒc= 2400.00 Kg/m2 ASFALTO ϒa= 2200.00 Kg/m2
Barandas Metalicos:
Vertical: FºGº D=3" 5.00 Kg/m Horizontal: FºGº D=2" 4.00 Kg/m
B.1.1. ANALISIS ESTRUCTURAL POR CARGAS PERMANENTES: PESO PROPIO Y CARGAS MUERTAS
0.480 Tn/m
a. Metrado de cargas
Peso propio losa: (1m)*(t)*(2,40 Tn/m3) = 0.480 Tn/m
Peso del Asfalto: (1m)*(e)*(2,40 Tn/m3) = 0.000 Tn/m
Wd = 0.480 Tn/m 1.350 m
b. Momento por cargas permanentes
MD = Wd*S2/10 Entonces: MD = 0.087 Tn-m/m
B.1.2.- ANALISIS ESTRUCTURAL POR CARGAS VARIABLES: VEHICULOS DE DISEÑO
a. Determinacion y ubicación de las cargas del camion
Modificacion por Numero de Vias Cargadas
Se puede observar que el ancho de la seccion del puente es de 3.6 mts
Nº vias es 1, por lo que se afectara la carga por un factor de 1.20
Entonces se debe amplificar la carga por un factor ==> 1.2 * P
Pr = 7.400 Tn
1.2 * Pr = 8.880 Tn Carga viva Modificada
CARACTERISTICAS Y PROPIEDADES DE LOS MATERIALES PARA EL DISEÑO
B.- DISEÑO DE LA LOSA DEL PUENTE
GEOMETRIA DE LA SECCION TRANSVERSAL DEL PUENTE
CARGA DE UNA RUEDA DEL CAMION HL-93
DISEÑO DE LA SUPERESTRUCTURA DEL PUENTE , L=13mCAMION DE DISEÑO HL-93. RM N° 589-2003-MTC
A.-PREDIMENSIONAMIENTO
B.1.-ANALISIS ESTRUCTURAL DE LA LOSA DEL PUENTE
:
PROYECTO
PROPIEDAD : DISEÑO: V.R.A. - R.U.S.E.
CONSULTOR : CONSULTORIA CHERRY PROGRESIVA: KM 7+050
FECHA : MARZO DEL 2013
DISEÑO DE LA SUPERESTRUCTURA DEL PUENTE , L=13mCAMION DE DISEÑO HL-93. RM N° 589-2003-MTC
:
El Pr de 7,4t representa una rueda del camioen HL-93
Dado que una rueda del tandem es 5,6t producira menor efecto en la
misma posicion x= 0.30 m
b. Momento producido por el camion (1 rueda Camion)
ML = ( S + 2' ) / 32' x Pr
ML = ( S + 0,61 ) / 9,75 x Pr
ML = 1.785 Tn-m/m
B.1.3.- ANALISIS POR EFECTOS DINAMICOS.I = 50' / ( S + 125' ) < 33%
I = 15,24 / ( S + 38,1 ) < 33%
I = 0.386 > 0.330
Tomamos ==> I = 0.330
Momento por efectos dinamicos=I*M MI = 0.589 Tn-m/m
B.2.1. VERIFICACION DEL PERALTE Analisis por una franja de 1m
Hallando los momentos por servicio Ms = MD + ML + MI b= 1.00 m
Ms = 2.462 Tn-m/m
El peralte mínimo requerido :
d = (2*Ms/(fc*j*k*b))(1/2)
d req. = 14.514 cm
Considerando recubrimiento de 2" y suponiendo el empleo de fierro de f=5/8" (1,59 cm), el peralte será como máximo :
Recubrimiento = 0.040 cm
Diametro de estribo = 3/8 0.953 cm
d = t - rec. - est./2 d asum. = 19.484 cm
Se debe cumplir d asum. > d req. VERDADERO CONFORME
B.2.2. DISEÑO POR SERVICIO
As = Ms/(fs*j*d) As = 8.388 cm2/m
Verificando la cuantía mínima
As mín = 14*b*d/fy As mín = 6.495 cm2/m
As mín < As VERDADERO USAR AREA DE ACERO CALCULADO
Se requiere el area de : As = 8.388 cm2/m
f 5/8 Af = 1.979 cm2
@ = 23.596 cm
Usar: 5/8 @ 18.00 cm
B.2.3. DISEÑO POR ROTURARESISTENCIA I : Combinacion basica de carga relacionada con el uso vehicular normal sin considerar el viento
Mu = 1.3 (Wd + 1.67 ( Wl + Wi ))
ø = 0.90 para Flexion y Traccion de Concreto Armado
a. Acero Principal
a.1 Acero positivo y negativo
M+/- = 1,3*(MD+1.67*(ML+MI)) M+/- = 5.268 Tn-m
As = M / (f*fy*(d-a/2)) a = As*fy/(0,85*f'c*b)
Mu = f*f'c*b*d2*w*(1+w/1,70) w = r*fy/f'c r = As/(b*d)
w1 = (1,7+(1,72-4*(1,7*Mu/(f*f'c*b*d
2)))
0,5)/2 w1 = 1.623096 r1 = 0.081155
w2 = (1,7-(1,72-4*(1,7*Mu/(f*f'c*b*d
2)))
0,5)/2 w2 = 0.076904 r2 = 0.003845
As 1 = 158.120 cm2
As 2 = 7.492 cm2
Usamos: As+/- = 7.492 cm2
a = 1.76 cm
a.2.-Verificando la cuantía mínima:
As mín = 14*b*d/fy As mín = 6.495 cm2/m
As mín < As VERDADERO USAR AREA DE ACERO CALCULADO
Tomamos As+/- = 7.492 cm2/m
f 5/8 Af = 1.979 cm2
@ = 26.419 cm
Usar: 5/8 @ 18.00 cm
B.2.-DISEÑO DE LA LOSA DEL PUENTE
REFUERZO PRINCIPAL: POSITIVO Y NEGATIVO
REFUERZO PRINCIPAL: POSITIVO Y NEGATIVO
PROYECTO
PROPIEDAD : DISEÑO: V.R.A. - R.U.S.E.
CONSULTOR : CONSULTORIA CHERRY PROGRESIVA: KM 7+050
FECHA : MARZO DEL 2013
DISEÑO DE LA SUPERESTRUCTURA DEL PUENTE , L=13mCAMION DE DISEÑO HL-93. RM N° 589-2003-MTC
:
b. Acero por distribución
Asd = a*Asp
Siendo : a = 3480/(S)^1/2
=< 67 %, Cuando el acero principal es perpendicular al transito
Acero Positivo
Asp: Acero principal positivo Asp = 7.492 cm2
S : luz libre entre las caras de vigas, en m. S = 1.350 m
a : porcentaje del acero principal positvo a = 94.71 =< 67 %
a = 67.00
Asd+ = 5.020 cm2/m
f 1/2 Af = 1.267 cm2
@ = 25.24 cm
Usar: 1/2 @ 18.00 cm
c. Acero de temperatura y contracción
Siempre que no exista otro refuerzo
Ast >= 1/8 pulg2/pie
Ast >= 2.646 cm2/m
Como es enmallado, Ast = 2.646 cm2/m
f 3/8 Af = 0.713 cm2
@ = 26.931 cm
Usar: 3/8 @ 25.00 cm
Se colocará en el sentido perpendicular al refuerzo principal (superior)
C.1.1. ANALISIS POR CARGAS PERMANENTES: PESO PROPIO Y CARGAS MUERTAS
Metrado de cargas y determinacion de momentos
Sección Carga(Tn) Distancia (m) Momento unidad
1 0.50 0.20 0.240 1.125 0.270 Tn-m/m
2 0.10 0.30 0.072 0.825 0.059 Tn-m/m
3 0.10 0.30 0.036 0.742 0.027 Tn-m/m
4 0.20 0.20 0.096 0.775 0.074 Tn-m/m
5 0.20 0.68 0.324 0.338 0.109 Tn-m/m
Asfalto 0.00 0.68 0.000 0.338 0.000 Tn-m/m
Vertical: FºGº D=3" 1.00 0.85 0.005 1.325 0.007 Tn-m/m
Horizontal: FºGº D=2" 1.00 1.00 0.008 1.325 0.011 Tn-m/m
MD = 0.557 Tn-m/m
C.1.2.- ANALISIS POR CARGAS VARIABLES: VEHICULOS DE DISEÑO Y SOBRECARGA
a. determinacion y ubicación de cargas
E = Ancho efectivo
X = Distancia rueda a empotramiento X1= 0.20 m
X1 = Distancia de la rueda a vereda X = 0.48 m
b.-determinacion de momentos
ML = Pr*X/E
E = 0,833*X + 1140 mm
E = 1.536 m
Pr = Peso de la rueda amplificado por factor de via:
Pr = 8.880 Tn
Entonces:
ML = 2.747 Tn-m/m
C.1.3.- ANALISIS POR EFECTOS DINAMICOS
Mi = I*Ml MI = 0.906 Tn-m/m
REFUERZO DE TEMPERATURA O CONTRACCION
Medidas
C.- DISEÑO DE LOSA DEL TRAMO EN VOLADIZO
REFUERZO POR DISTRIBUCION O REFUERZO TRANSVERSAL
C.1.-ANALISIS ESTRUCTURAL DEL TRAMO EN VOLADO
a
PROYECTO
PROPIEDAD : DISEÑO: V.R.A. - R.U.S.E.
CONSULTOR : CONSULTORIA CHERRY PROGRESIVA: KM 7+050
FECHA : MARZO DEL 2013
DISEÑO DE LA SUPERESTRUCTURA DEL PUENTE , L=13mCAMION DE DISEÑO HL-93. RM N° 589-2003-MTC
:
C.2.1.- DISEÑO POR SERVICIO :
Ms = MD + ML + MI Ms = 4.210 Tn-m/m
As = Ms/(fs*j*d) As = 14.346 cm2/m
verificando la cuantía mínima
As mín = 14*b*d/fy As mín = 6.495 cm2/m
As mín < As VERDADERO USAR AREA ACERO CALCULADO
Tomamos As = 14.346 cm2/m
f 5/8 Af = 1.979 cm2
@ = 13.80 cm
Usar: 5/8 @ 9.00 cm
C.2.2. DISEÑO POR ROTURA
a. Acero Positivo y Negativo
Mu +/- = 1,3*(MD+1.67*(ML+MI)) Mu = 8.655 Tn-m/m
As = M / (f*fy*(d-a/2)) a = As*fy/(0,85*f'c*b)
Mu = f*f'c*b*d2*w*(1+w/1,70) w = r*fy/f'c r = As/(b*d)
w1 = (1,7+(1,72-4*(1,7*Mu/(f*f'c*b*d
2)))
0,5)/2 w1 = 1.569323 r1 = 0.078466
w2 = (1,7-(1,72-4*(1,7*Mu/(f*f'c*b*d
2)))
0,5)/2 w2 = 0.130677 r2 = 0.006534
As 1 = 152.882 cm2
As 2 = 12.730 cm2
Usamos: As+/- = 12.730 cm2
a = 3.00 cm
Verificando con Acero negativo de la losa As- = 7.492 cm2/m
As > As- VERDADERO USAR AREA DE ACERO CALCULADO
Tomamos As = 12.730 cm2
f 5/8 Af = 1.979 cm2
@ = 15.548 cm
Usar: 5/8 @ 9.00 cm
b. Acero por distribución
Asd = a*Asp
Siendo : a = 3480/(S)^1/2
=< 67 %, Cuando el acero principal es perpendicular al transito
Asp: Acero principal negativo Asp = 12.730 cm2
L : luz efectiva del volado (2*a), en m. L = 1.750 m
a : porcentaje del acero principal positvo a = 83.188 =< 67 %
a = 67.000
Asd = 8.529 cm2/m
f 1/2 Af = 1.267 cm2
@ = 14.852 cm
Usar: 1/2 @ 10.00 cm
c. Acero de temperatura y contracción
Siempre que no exista otro refuerzo
Ast >= 1/8 pulg2/pie
Ast >= 2.646 cm2/m
Como es enmallado, Ast = 2.646 cm2/m
f 3/8 Af = 0.713 cm2
@ = 26.931 cm
Usar: 3/8 @ 25.00 cm
Se colocará en el sentido perpendicular y paralelo al sentido del tránsito (superior)
D.1.1. METRADOS DE CARGAS Y DETERMINACION DE MOMENTOS
a. Momento por peso propio
Descripcion Diametro Carga(Tn) Distancia (m)
Losa vereda 0.50 0.20 0.240 0.250 0.060 Tn-m/m
Vertical: FºGº D=3" 1.00 0.85 0.0762 0.005 0.450 0.002 Tn-m/m
Horizontal: FºGº D=2" 1.00 1.00 0.0508 0.008 0.450 0.004 Tn-m/m
Vd = 0.253 MD = 0.066 Tn-m/m
REFUERZO DE TEMPERATURA
C.2.-DISEÑO DEL TRAMO EN VOLADO
REFUERZO PRINCIPAL POSITIVO Y NEGATIVO
REFUERZO PRINCIPAL: POSITIVO Y NEGATIVO
REFUERZO DE DISTRIBUCION O TRANSVERSAL
D.-ANALISIS Y DISEÑO DE VEREDAS
D.1.-ANALISIS ESTRUCTURAL DE VEREDAS
Medidas Momento
PROYECTO
PROPIEDAD : DISEÑO: V.R.A. - R.U.S.E.
CONSULTOR : CONSULTORIA CHERRY PROGRESIVA: KM 7+050
FECHA : MARZO DEL 2013
DISEÑO DE LA SUPERESTRUCTURA DEL PUENTE , L=13mCAMION DE DISEÑO HL-93. RM N° 589-2003-MTC
:
b. Momento por sobrecarga
Debido a carga horizontal sobre poste y peatones
Ml = Mpost + Mpeat
Mpost = P' *M M= 0.25
Mpeat = s/c*N N= 0.41
donde : P' = C*P/2
P = 10,000.00 lb
C = 1.00
P' = 2.268 Tn
Peatonal s/c = 73.70 Lb/pulg2
Peatonal s/c = 0.360 Tn/m2
La sobrecarga tambien se afecta por el factor de via que es de 1.2
Peatonal - Factor 1.2*s/c = 0.432 Tn/m2
Mpost = 0.934 Tn-m/m
Debido a la distribuc. de los postes se toma el 80%
Mpost = 0.747 Tn-m/m
Mpeat = 0.081 Tn-m/m
ML = 0.828 Tn-m/m
D.2.1. VERIFICACION DEL PERALTE
Hallando los momentos por servicio Ms = MD + ML + MI
Ms = 0.894 Tn-m/m
El peralte mínimo es :
d = (2*Ms*/(fc*j*k*b))(1/2)
d req. = 8.747 cm
considerando recubrimiento de 3 cm. y suponiendo el empleo de fierro de 1/2" (1,27 cm), el peralte será como máximo :
recubr. = 3.000 cm
estribo = 1/2" = 1.270 cm
d = g - rec. - est./2 d asum. = 16.365 cm
Se debe cumplir d asum. > d req. VERDADERO CONFORME
D.2.2. DISEÑO POR SERVICIO
As = Ms/(fs*j*d) As = 3.628 cm2/m
verificando la cuantía mínima
As mín = 14*b*d/fy As mín = 5.455 cm2/m
As mín < As FALSO USAR CUANTIA MINIMA
Tomamos As = 5.455 cm2/m
f 5/8 Af = 1.979 cm2
@ = 36.285 cm
Usar: 5/8 @ 20.00 cm
D.2.3.- DISEÑO POR ROTURA
a. Acero Positivo y Negativo
Mu +/- = 1,25*(MD+1.75*(ML+MI)) Mu = 1.894 Tn-m/m
As = M / (f*fy*(d-a/2)) a = As*fy/(0,85*f'c*b)
Mu = f*f'c*b*d2*w*(1+w/1,70) w = r*fy/f'c r = As/(b*d)
w1 = (1,7+(1,72-4*(1,7*Mu/(f*f'c*b*d
2)))
0,5)/2 w1 = 1.661714 r1 = 0.083086
w2 = (1,7-(1,72-4*(1,7*Mu/(f*f'c*b*d
2)))
0,5)/2 w2 = 0.038286 r2 = 0.001914
As 1 = 135.970 cm2
As 2 = 3.133 cm2
Usamos: As+/- = 3.133 cm2
a = 0.74 cm
As mín = 14*b*d/fy As mín = 5.455 cm2/m
As mín < As FALSO USAR CUANTIA MINIMA
Tomamos As = 5.455 cm2/m
f 5/8 Af = 1.979 cm2
@ = 36.285 cm
Usar: 5/8 @ 20.00 cm
b. Acero por distribución
Asd = a*Asp
Siendo : a = 3480/(L)^1/2
=< 67 %, Cuando el acero principal es perpendicular al transito
Asp: Acero principal negativo Asp = 5.455 cm2
L : luz efectiva del volado (2*0,55), en m. L = 1.100 m
a : porcentaje del acero principal positvo a = 104.926 =< 67 %
a = 67.000
Asd = 3.655 cm2/m
REFUERZO PRINCIPAL POSITIVO Y NEGATIVO
D.2.-DISEÑO DE VEREDAS
REFUERZO PRINCIPAL: POSITIVO Y NEGATIVO
PROYECTO
PROPIEDAD : DISEÑO: V.R.A. - R.U.S.E.
CONSULTOR : CONSULTORIA CHERRY PROGRESIVA: KM 7+050
FECHA : MARZO DEL 2013
DISEÑO DE LA SUPERESTRUCTURA DEL PUENTE , L=13mCAMION DE DISEÑO HL-93. RM N° 589-2003-MTC
:
f 1/2 Af = 1.267 cm2
@ = 34.660 cm
Usar: 1/2 @ 20.00 cm
Se colocará en el sentido perpendicular al acero principal (inferior)
c. Acero de temperatura y contracción
Siempre que no exista otro refuerzo
Ast >= 1/8 pulg2/pie
Ast >= 2.646 cm2/m
Como es enmallado, Ast = 2.646 cm2/m
f 3/8 Af = 0.713 cm2
@ = 26.931 cm
Usar: 3/8 @ 25.00 cm
Se colocará en el sentido perpendicular y paralelo al sentido del tránsito (superior)
d. Chequeo por cortante
Vu = 1,25*VD+1.75*(VL+VI)
Carga muerta = Vd = 0.253 Tn/m
s/c (ancho=0,40 m) = Vl = 0.173 Tn/m
Vu = 0.619 Tn/m
Fuerza cortante que absorbe el concreto:
Vc =0,53*(f'c)1/2
*b*d Vc = 12.569 Tn/m
fVc = 10.684 Tn/m
fVc > Vu 10.684 > 0.619 VERDADERO BIEN
a. Momento por sobrecarga
AASHTO V = 500.000 Lb/pie H = g + n < 10"
Debido a la carga lateral de 760 Kg/m V = 0.760 Tn/m
H = g + n = 0.300 m USAR H = 0,254 m
USAR H = 0.254 m
M = V*H M = 0.190 Tn-m/m
Mu = 1,25*(MD+1.75*(ML+MI)) Mu = 0.333 Tn-m/m
Esta sección tiene un peralte de aprox. (cm) = 25.40 recub. = 5.00 cm
d = 20.40 cm
As = M / (f*fy*(d-a/2)) a = As*fy/(0,85*f'c*b)
Mu = f*f'c*b*d2*w*(1+w/1,70) w = r*fy/f'c r = As/(b*d)
w1 = (1,7+(1,72-4*(1,7*Mu/(f*f'c*b*d
2)))
0,5)/2 w1 = 1.695762 r1 = 0.084788
w2 = (1,7-(1,72-4*(1,7*Mu/(f*f'c*b*d
2)))
0,5)/2 w2 = 0.004238 r2 = 0.000212
As 1 = 172.968 cm2
As 2 = 0.432 cm2
Usamos: As+/- = 0.432 cm2
a = 0.10 cm
verificando la cuantía mínima
As mín = 14*b*d/fy As mín = 6.800 cm2/m
As mín < As FALSO USAR CUANTIA MINIMA
Tomamos As = 6.800 cm2/m
f 5/8 Af = 1.979 cm2
@ = 29.108 cm
Usar: 5/8 @ 20.00 cm
b. Chequeo por cortante
Vu = 1,25*VD+1.75*(VL+VI)
Cortante por sobrecarga = VL = 0.760 Tn/m
Vu = 1.330 Tn/m
Fuerza cortante que absorbe el concreto:
Vc =0,53*(f'c)1/2
*b*d Vc = 15.668 Tn/m
fVc = 13.318 Tn/m
fVc > Vu 13.318 > 1.330 VERDADERO BIEN
REFUERZO PRINCIPAL
D.3.-ANALISIS Y DISEÑO DEL SARDINEL
REFUERZO DE DISTRIBUCION O TRANSVERSAL
REFUERZO DE TEMPERATURA
PROYECTO
PROPIEDAD : DISEÑO: V.R.A. - R.U.S.E.
CONSULTOR : CONSULTORIA CHERRY PROGRESIVA: KM 7+050
FECHA : MARZO DEL 2013
DISEÑO DE LA SUPERESTRUCTURA DEL PUENTE , L=13mCAMION DE DISEÑO HL-93. RM N° 589-2003-MTC
:
E.1.1. ANALISIS POR CARGAS PERMANENTES: PESO PROPIO Y CARGAS MUERTAS
a.-Metrado de cargas permanentes :Peso propio viga principal y cargas muertas.
b(m) h(m)
Losa =S/2*t = 0.675 0.20 0.324 Tn/m
Viga Principal= 1.200 0.45 1.296 Tn/m
Asfalto = 1.800 0.00 0.000 Tn/m
Losa Vereda = 0.500 0.20 0.240 Tn/m
Losa Volado = 0.875 0.20 0.420 Tn/m
Sardinel = 0.150 0.30 0.108 Tn/m
Pasamanos = 1.000 0.85 0.004 Tn/m
postes = 1.000 1.00 0.004 Tn/m
wd = 2.396 Tn/m
2.396 Tn/m
12.50 m
b. Momento por Cargas permentes: peso propio viga principal y cargas muertas (Mpp) :
Mpp = wd*(L/2-n)*(L/2+n)/2 Mpp = wd*(L-X)*X/2
Por Baret : Mpp = 46.186 Tn-m
En centro de Luz Mpp = 46.186 Tn-m
c.-Metrado de carga permanente: peso propio de vigas Diafragma
Peso propio de la viga diafragma es (W1) = hd*ad*S/2*Yc W1 = 0.365 Tn
d. Momento por peso propio de viga diafragma (Mvd) :
Según BARET, cálculo de n :
d1 = dist. entre eje delantero e intermedio ( 14' ) d1 = 4.300 m
d2 = dist. entre eje intermedio y posterior ( 14' - 30' ) d2 = 4.300 m
n = distancia del centro de luz a la sección donde se produce el Momento Flector Máximo según Baret
n = (4*d2-d1)/18 Si d1 = d2 = d = 14' n = 0.717 m
X = 5.53 m
Si se realiza el cálculo a la distancia X del apoyo derecho : Centro de Luz X = 6.250 m
Centro de luz X = L/2 = 6.250 m
Por Baret A X m de la izq.
Mvd Mvd (Tn-m) d2 = 14', L > d2 = 30', L > Mvd (Tn-m)
Si son 3 vigas diafragmas W1*(L-2*n)/4 = 1.008 1.139
Si son 4 vigas diafragmas W1*(L/3) = 1.519 L >= 6*n 4.267 10.770 1.519
Si son 5 vigas diafragmas W1*(L-n)/2 = 2.148 L >= 4*n 2.845 7.180 2.278
Si son 6 vigas diafragmas W1*(3L/5) = 2.734 L >= 10*n 7.112 17.949 2.734
Si son 7 vigas diafragmas W1*(3*L-2*n)/4 = 3.287 L >= 6*n 4.267 10.770
Usamos Momento por diafragma para : 4 Viga diafragma
Por Baret : Mvd = 1.519 Tn-m
En centro de Luz Mvd = 1.519 Tn-m
d. Momento Total Cargas permanentes (MD) = Mpp + Mvd
Por Baret : MD = 47.705 Tn-m
En c.Luz: MD = 47.705 Tn-m
E.1.2.- ANALISIS POR CARGAS VARIABLES: VEHICULOS DE DISEÑO Y SOBRECARGA
a.-Determinacion de cargas variables: Carga Viva de Vehiculos.
CAMION DE DISEÑO HL-93 TANDEM DE DISEÑO
Momento por viga diafragma (Mvd)
:
AREA DE INFLUENCIA PARA LA VIGA
E.- DISEÑO DE LA VIGA PRINCIPAL
E.1.-ANALISIS ESTRUCTURAL DE LA VIGA PRINCIPAL
Elemento
Seccion transversal Carga
PROYECTO
PROPIEDAD : DISEÑO: V.R.A. - R.U.S.E.
CONSULTOR : CONSULTORIA CHERRY PROGRESIVA: KM 7+050
FECHA : MARZO DEL 2013
DISEÑO DE LA SUPERESTRUCTURA DEL PUENTE , L=13mCAMION DE DISEÑO HL-93. RM N° 589-2003-MTC
:
a.1.-Primera alternativa de carga: camion de Diseño +Sobrecarga distribuida
UBICACIÓN LONGITUDINAL DEL CAMION DE DISEÑO PARA PRODUCIR EL MAXIMO ESFUERZO
Sabemos que: Sabemos tambien por Baret:
X=(14,78*4,30+3,57*8,6)/33,13 n=d/2
X= 2.85 m n= 0.73 m
d= 1.45 m La carga de 14,78t esta n del CL
SOBRECARGA DISTRIBUIDA.
0.96 Tn/m
12.50 m
a.2.-Segunda alternativa de carga viva: Tandem de diseño +sobrecarga distribuida
UBICACIÓN LONGITUDINAL DEL TANDEM DE DISEÑO PARA PRODUCIR EL MAXIMO ESFUERZO
Sabemos que: Sabemos tambien por Baret:
X=(11,2*1,2)/22,4 n=d/2
X= 0.60 m n= 0.30 m
d= 0.60 m La carga de 11,2t esta a una distncia n del CL
SOBRECARGA DISTRIBUIDA:
0.96 Ton/m
12.50 m
PROYECTO
PROPIEDAD : DISEÑO: V.R.A. - R.U.S.E.
CONSULTOR : CONSULTORIA CHERRY PROGRESIVA: KM 7+050
FECHA : MARZO DEL 2013
DISEÑO DE LA SUPERESTRUCTURA DEL PUENTE , L=13mCAMION DE DISEÑO HL-93. RM N° 589-2003-MTC
:
E.1.3.-DETERMINACION DE MOMENTOS POR CARGAS VARIABLES.
a.- Determinacion de momentos por camion HL-93 + Sobrecarga distribuida
L/2-(d1-n) d1 d2 L/2-(d2+n)
Z X Y
L/2+n L/2-n
CARGAS DEL CAMION d1 = 4.300 m
1viga d2 = 4.300 m
P1 = 3.57 1.785 X= (L/2-n)*(L/2+n)/L 3.083 m
P2 = 14.78 7.390 Y= (L/2+n)*(L/2-n-d2)/L 0.682 m
P3 = 14.78 7.390 Z = (L/2-n)*(L/2+n-d1)/L 1.071 m
Mc= 31.914 t.m
P = 8,157.00 Lb P = 3,700.02 Kg
En centro de Luz M s/c = 32.14 Tn-m
Cálculo del coeficiente de concentración de cargas : X2 = 2' = 0.610 m
CCC =1+(A-10')/(bw+S)) CCC = 1.153
Por Baret : Mc = 36.807 Tn-m
En centro de Luz Mc = 37.073 Tn-m
SOBRECARGA DISTRIBUIDA
M eq = (L/2-n)*(L/2+n)*(W/2)
M eq = (L-X)*X*(W/2)
W = 645 Lb/pie W = 0.960 Tn/m
Por Baret : M eq = 18.494 Tn-m
En centro de Luz M eq = 18.748 Tn-m
Para 1 viga Entonces el efecto total producido:
Por Baret : M S/C = 9.247 Tn-m Por Baret: MC+S/C= 46.054 Tn-m
En centro de Luz M S/C = 9.374 Tn-m En C.Luz: MC+S/C= 46.446 Tn-m
b.- Determinacion de momento por eje tandem+ Sobrecarga Distribuida
M = PT*(L/2-n)*(L+2*n-dT)/L
M = PT*X/L*(2*L-2*X-dT) Si X < L/2
M = PT*(L-X)/L*(2*X-dT) Si L/2 < X < L
PT = 24,691.35 Lb PT = 11.200 Tn
dT = 4' dT = 1.200 m
Por Baret : M t = 65.041 Tn-m
En centro de Luz: M t = 63.280 Tn-m Entonces ele fecto total producido:
Por viga = M eq/2
Por Baret : M t = 32.520 Tn-m Por Baret: MC+S/C= 41.767 Tn-m
En centro de Luz: M t = 31.640 Tn-m En C.Luz: MC+S/C= 41.014 Tn-m
TOMANDO EL MAYOR MOMENTO
Por Baret: ML = 46.054 Tn-m
En C.Luz: ML = 46.446 Tn-m
c.- Determinacion de momentos por efectos dinamicos
I = 15,24/(L+38) <= 0,33 I = 0.302
I = < 0.330
Tomamos ==> I = 0.302
Momento de impacto
Por Baret: MI = 13.898 Tn-m
En C.Luz: MI = 14.017 Tn-m
14.78t 3.57t
4.30
14.78t
4.30
CL
n
PROYECTO
PROPIEDAD : DISEÑO: V.R.A. - R.U.S.E.
CONSULTOR : CONSULTORIA CHERRY PROGRESIVA: KM 7+050
FECHA : MARZO DEL 2013
DISEÑO DE LA SUPERESTRUCTURA DEL PUENTE , L=13mCAMION DE DISEÑO HL-93. RM N° 589-2003-MTC
:
E.2.1- DISEÑO POR SERVICIO VIGA T Teniendo en cuenta:
Determinamos b : El menor de los tres : Para 1 capa en paquete de 3 barras
b =< L/4 b = 3.125 m d=H-rec-Фest-Фbarra
(b - bw)/2 =< 8 t b = 3.650 m d= 112.76 cm
(b - bw)/2 =< S/2 b = 1.800 m Para 2 capa
Tomamos : b = 1.800 m d=H-rec-Фest-Фbarra-2.54
Asumiremos para efectos de diseño d = 112.76 cm d= 110.22 cm
VERDADERO BIEN
E.2.1.-DISEÑO POR ROTURA
Por Baret : Mu = 192.173 Tn-m
En centro de Luz Mu = 193.282 Tn-m
Tomando el mayor Momento ( Mu ) : Mu = 193.282 Tn-m
Area de acero
As = M / (f*fy*(d-a/2)) a = As*fy/(0,85*f'c*b)
Mu = f*f'c*b*d2*w*(1+w/1,70) w = r*fy/f'c r = As/(b*d)
w1 = (1,7+(1,72-4*(1,7*Mu/(f*f'c*b*d
2)))
0,5)/2 w1 = 1.654076 r1 = 0.0827
w2 = (1,7-(1,72-4*(1,7*Mu/(f*f'c*b*d
2)))
0,5)/2 w2 = 0.045924 r2 = 0.0023
As 1 = 1,678.622 cm2
b debe ser mayor a:
As 2 = 46.606 cm2
18.98 cm
Usamos: As = 46.606 cm2
a = 6.09 cm
CONSIDERANDO ACERO DE Ф: 1 ´´ Af = 5.07 cm2
fbarra = 2.54 cm
N° DE BARRAS NECESARIAS: As / Af 9.198 BARRAS
USAREMOS : 9 BARRAS DE 1
EL ACERO SE DISTRIBUYE EN: 1 CAPA:
Colocar : 3 Paquetes de: 3 barras de ø 1 ´´
EL AREA DE ACERO REAL: As= 45.60 cm2
E.2.3- VERIFICACIONES
1.-VERIFICACION DEL ANCHO MINIMO DE LA VIGA PRINCIPAL
Para verificar el ancho min de la viga principal se calculara el diametro de acero equivalente al paquete.
Ø barra eqv = 4.399 cm
As = 45.60 cm2
La distancia horizontal entre paquetes de barras no será menor que:
1,5 fbarra = 6.60 cm
1,5 T.M.agregado = 3.75 cm
Distancia entre barras = eh = 6.60 cm
Recubrimiento lateral (1.5") = rec = 3.75 cm
festribo = 0.95 cm
Ancho mínimo de la viga bw = 2*rec+2*fest+(# barras-1)*eh+#barras*fbarra
bw min= 35.80 cm CONFORME
2.- VERIFICACION DEL PERALTE DE LA VIGA PRINCIPAL
Ms = MD + ML + MI
Por Baret : Ms = 107.657 Tn-m En X : Ms = 108.168 Tn-m
Tomando el mayor Momento (Ms) Ms = 108.168 Tn-m
d = (2*Ms*/(fc*j*k*b))(1/2)
H = 120.00 cm
d < H - 10 cm = 110.00 cm
d = 71.710 cm VERDADERO CONFORME
2. VERIFICACION DE LA CUANTIA
Cálculo de la cuantía balanceada: rb = (0,85*f'c*b1/fy)*(0,003Es/(0,003*Es+fy) b1 = 0.85
rb = 0.0214 2.142%
la cuantia maxima es: rmáx = 0,75*rb = 0.0161 1.607%
La cuantía de la seccionde viga es: r = As/(b*d)= 0.0090 0.899%
la cuantia minima es: rmín = 0,7*f'c^1/2
/fy= 0.0024 0.242%
r > rmín VERDADERO CONFORME
r < rmáx VERDADERO CONFORME
3.-PARA NO VERIFICAR DEFLEXIONES:
r < rmáx VERDADERO CONFORME
4.-VERIFICACION POR FATIGA EN SERVICIO
Mf = 0.75 *( ML + MI ) Ma = Mf
Ma= 70.32 Tn-m
E.2.-DISEÑO DEL REFUERZO DE LA VIGA PRINCIPAL
DISTRIBUCION DEL AREA DE ACERO EN LA SECCION DE LA VIGA
Mu = 1,3*(MD+1.67*(ML+MI))
PROYECTO
PROPIEDAD : DISEÑO: V.R.A. - R.U.S.E.
CONSULTOR : CONSULTORIA CHERRY PROGRESIVA: KM 7+050
FECHA : MARZO DEL 2013
DISEÑO DE LA SUPERESTRUCTURA DEL PUENTE , L=13mCAMION DE DISEÑO HL-93. RM N° 589-2003-MTC
:
fsmáx = Ma/(As*j*d) fsmáx = 1,525.26 Kg/cm2
Momento mínimo por servicio: Mmín = MD
Mmín = 47.71 Tn-m
fsmín = Mmín/(As*j*d) fsmín = 1,034.75 Kg/cm2
Rango de esfuerzos actuantes Df = fsmáx - fsmín
Df = 490.513 Kg/cm2
Rango de esfuerzos admisibles
ff = 1470 - 0,33 fsmín + 551,2 (r/h) se puede asumir r/h = 0.30
ff = 1,293.893 Kg/cm2
DEBE CUMPLIR LA EXPRESION ff > Df VERDADERO CONFORME
5. VERIFICACION POR AGRIETAMIENTO
Esfuerzo máximo admisible fsmáx = Z/(dc*A)(1/3)
Exposición moderado Z = 30,000.00 Kg/cm2
Usamos Exposición severa Z = 23,000.00 Kg/cm2
recubrimiento = 5.08 cm
dc rec+Фest+Фb/2 = 7.30 cm
X = 13.02 cm < 7.24 cm
espaciamiento vertical (ev) = 3.81 cm
Usamos : X = 13.018 cm
A = 2*X*bw/#barras A = 130.175
fsmáx = 2,339.168 Kg/cm2
fsact = 1,525.261 Kg/cm2
DEBE CUMPLIR LA EXPRESIONfsact < fsmáx VERDADERO CONFORME
5.- VERIFICACION POR CORTE
Si se realiza el cálculo a la distancia X del apoyo izquierdo :
X = 6.250 m Centro de luz X = L/2
a. Por Peso Propio
Vdpp = wd*(L)/2 Vdpp = 14.977 Tn
Vdvd = W1*(1+2/3+1/3) Vdvd = 0.729 Tn
VD = Vdpp + Vdvd VD = 15.706 Tn
b. Por Sobrecarga HL - 93
VL = (P/L)*((4Ccc1+5Ccc)*(L-X)-Ccc*d1-5*Ccc*d2) Si X < L/2
VL = (P/L)*((4Ccc1+5Ccc)*X-Ccc*d1-5*Ccc*d2) Si L/2 < X < L
Si X = 0,00 => Ccc1 = 1,00 si no Ccc1 = Ccc Ccc1 = 1.153
VL S/C = 10.395 Tn
c. Por Sobrecarga Equivalente
VL eq = PV*(L-X)/L+W*(L-2*X)/2 Si X < L/2
PV = 26,000 Lb PV = 11.794 Tn
W = 645 Lb/pie W = 0.960 Tn/m VL eq = 5.897 Tn
Por viga = VL eq/2 VL eq = 2.948 Tn
d. Por Sobrecarga Eje Tandem
VL et = PT*(2*L-2*X-dT)/L Si X < L/2
VL et = PT*(2*X-dT)/L Si L/2 < X < L VL et = 10.125 Tn
Por viga = VL et/2 VL et = 5.062 Tn
Tomando el mayor Corte ( Vl ) VL = 10.395 Tn
e. Por Impacto
VI = I*VL VI = 3.137 Tn
FINALMENTE SE TIENE:
Dist. Apoyo VD(Tn) VL(Tn) VI(Tn)
6.250 15.706 10.395 3.137
f. Diseño por Rotura
Vu = 1,3*(VD+1.67*(VL+VI)) Vu = 49.796 Tn
Esfuerzo cortante último
uu = Vu/(bw*d) uu = 9.814 Kg/cm2
Esfuerzo cortante resistente de concreto
uc =(0,5(f"c)^1/2
+175*r*Vu*d/Mu) r = 0.0090 uc =0,53(f"c)^1/2
175*r*Vu*d/Mu < 1,00 Vu*d/Mu = 0.291
USAR = 0.291
Factor de reduccion esfuerzo de corte f = 0.85
uc = 7.703 Kg/cm2 uc = 7.680 Kg/cm
2
Cortante Resistente ultimo: fuc = 6.547 Kg/cm2 fuc = 6.528 Kg/cm
2
fuc = 6.528 Kg/cm2
uu < fuc VERDADERO BIEN, SI NECESITA ESTRIBOS
Usar estribos de Фest: 3/8 Av = 1.425 cm2
S = Av*fy/((uu-fuc)*b) S = 40.49 cm Фest= 0.953 cm
S < d / 2 = 56.38 cm
Colocar estribo de 3/8" 1 @ 0.05, 10 @ 0.10, 10@ 0.15,10@25, Resto @ 0.35 a/e
DISTRIBUCION DE REFUERZO TRANSVERSAL
PROYECTO
PROPIEDAD : DISEÑO: V.R.A. - R.U.S.E.
CONSULTOR : CONSULTORIA CHERRY PROGRESIVA: KM 7+050
FECHA : MARZO DEL 2013
DISEÑO DE LA SUPERESTRUCTURA DEL PUENTE , L=13mCAMION DE DISEÑO HL-93. RM N° 589-2003-MTC
:
E.2.4. DISEÑO DE ACERO LATERAL
Cuando la viga tiene mas de 2' (0,61 m) de alto H= 1.200 m
ASL = 10% Aspp ASL = 4.560 cm2
El espaciamiento entre barras : (d-r)/4= 27.19 cm
El menor de : 30 cm = 30.00 cm bw = 45.00 cm
Usando: S = 27.19 cm
Numero de fierros será: # fierros = (H - 15)/S
# fierros = 3.92
Usando: # fierros = 2 por c/lado
As = 1.14 cm2
/ barra
Lo cual es aproximadamente equivalente a una varilla Фb: 3/4
Af = 5.700 cm2
Colocar: 2 varillas Ф 3/4 en cada lado de la Viga Principal
COLOCAR: 2 barras de ø 1 ´´
COLOCAR: 2 barras de ø 3/4´´ en c/lado
120
COLOCAR: 3 Paquetes de: 3 barras de ø 1 ´´
bw
45
Estribo 3/8" :1 @ 0.05, 10 @ 0.10, 10@ 0.15,10@25, Resto @ 0.35 a/e
F.1.1.- ANALISIS POR PESO PROPIO
Según datos las dimensiones son :
Ancho vigas diafragmas (ad)= 0.250
Peralte vigas diafragmas (hd)= 0.900
Separacion viga entre ejes ( S + bw ) 1.800
Metrado de Cargas Peso Propio :
Elemento Carga unidad
Viga diafragma 0.250 0.900 0.540 Tn/m
0.540 Tn/m
0.219 Tn - m
MD = 0.219 Ton - m
1.800 m
F.- ANALISIS Y DISEÑO DE LA VIGA DIAFRAGMAF.1.-ANALISIS ESTRUCTURAL DE LA VIGA DIAFRAGMA
DISEÑO DE REFUERZO DE LA VIGA PRINCIPAL
Medidas (m)
PROYECTO
PROPIEDAD : DISEÑO: V.R.A. - R.U.S.E.
CONSULTOR : CONSULTORIA CHERRY PROGRESIVA: KM 7+050
FECHA : MARZO DEL 2013
DISEÑO DE LA SUPERESTRUCTURA DEL PUENTE , L=13mCAMION DE DISEÑO HL-93. RM N° 589-2003-MTC
:
F.1.2.- MOMENTO POR SOBRECARGA (HL-93) +EFECTOS DINAMICOS
Modificacion por Numero de Vias Cargadas
Nº vias es 1, por lo que se afectara la carga por un factor de 1.2
Pr = 7.400 Tn
1.2 * Pr = 8.880 Tn Carga viva Modificada
El Pr de 7,4t representa una rueda del camioen HL-93
Dado que una rueda del tandem es 5,6t producira menor efecto en la misma posicion
x= 1.10 m
Del apoyo derecho(VP)
ML+I= P * b = 5.19 Ton - m P = 11.544 (s/c + Impacto)
ML+I = 5.19 Ton - m
0.90 0.90
FINALEMENTE SE TIENE:
M = ML+MI + M D
M = 5.414 Ton - m
F.2.1.-DISEÑO POR SERVICIO
fy = 4200.00 Kg/cm2 n = Es/Ec >= 6 9.38
f'c = 210.00 Kg/cm2 Usar n = 9.00
fc = 0,40*f'c 84 Kg/cm2 k = n / (n + r) 0.31
fs = 0,40*fy 1680 Kg/cm2 j = 1 - k / 3 0.90
r = fs / fc 20 fc*j*k = 23.37
Es = 2.04E+06 Kg/cm2 Ec = 15,000 f'c^1/2 2.17E+05
a. VERIFICACION DEL PERALTE
Hallando los momentos por servicio Ms = MD + ML + MI
Ms = 5.414 Tn-m/m
El peralte mínimo es :
d = (2.0*Ms/(fc*j*k*b))(1/2)
d req. = 43.046 cm
Considerando los siguientes:
rec. = 4.000 cm
Фestribo = 3/8 0.953 cm
d = hd - rec. - Фest-Фb/2 d asu. = 84.095 cm
Debe cumplir: d asu.> d req. VERDADERO CONFORME
b. DISEÑO POR SERVICIO
As = Ms/(fs*j*d) As = 4.274 cm2/m
verificando la cuantía mínima
As mín = 14*b*d/fy As mín = 7.008 cm2/m
As mín < As FALSO USAR CUANTIA MINIMA
EL AREA DEL ACERO REQUERIDO ES: As = 7.008 cm2
ASUMIENDO ACERO DE Ф: 3/4 Af = 2.850 cm2
EL NUMERO DE BARRAS ES: 2.46 barras Фbarra: 1.91
USAMOS: 3 BARRAS DE 3/4
COLOCAREMOS EN 1 CAPAS: 3 BARRAS 3/4
EL AREA DE ACERO REAL: As= 8.55 cm2
F.2.2.- DISEÑO POR ROTURA
1.0 Acero Principal
1.1 Acero positivo y negativo
M+/- = 1,3*(MD+1.67*(ML+MI)) M+/- = 11.562 Tn-m
As = M / (f*fy*(d-a/2)) a = As*fy/(0,85*f'c*b)
Mu = f*f'c*b*d2*w*(1+w/1,70) w = r*fy/f'c r = As/(b*d)
w1 = (1,7+(1,72-4*(1,7*Mu/(f*f'c*b*d
2)))
0,5)/2 w1 = 1.664664 r1 = 0.104041
w2 = (1,7-(1,72-4*(1,7*Mu/(f*f'c*b*d
2)))
0,5)/2 w2 = 0.035336 r2 = 0.002209
As 1 = 218.734 cm2
As 2 = 4.643 cm2
Usamos: As+/- = 4.643 cm2
a = 0.87 cm
Verificando la cuantía mínima
As mín = 14*b*d/fy As mín = 7.008 cm2/m As mín < As FALSO
USAR CUANTIA MINIMA
EL AREA DEL ACERO REQUERIDO ES: As = 7.008 cm2
ASUMIENDO ACERO DE Ф: 3/4 Af = 2.850 cm2
EL NUMERO DE BARRAS ES: 2.46 barras Фbarra: 1.91
USAMOS: 3 BARRAS DE 3/4
COLOCAREMOS EN 1 CAPAS: 1 CAPA 3 BARRAS 3/4
EL AREA DE ACERO REAL: As= 8.55 cm2
F.2.-DISEÑO DE LA VIGA DIAFRAGMA
L/2 L/2
PROYECTO
PROPIEDAD : DISEÑO: V.R.A. - R.U.S.E.
CONSULTOR : CONSULTORIA CHERRY PROGRESIVA: KM 7+050
FECHA : MARZO DEL 2013
DISEÑO DE LA SUPERESTRUCTURA DEL PUENTE , L=13mCAMION DE DISEÑO HL-93. RM N° 589-2003-MTC
:
Verificando del ancho minimo de la base de viga diafragma
Para verificar el ancho min de la viga principal se calculara el diametro de acero equivalente al paquete.
Ø barra eqv = 1.380 cm
As = 8.55 cm2
La distancia horizontal entre paquetes de barras no será menor que:
1,5 fbarra = 2.07 cm
1,5 T.M.agregado = 3.75 cm
Distancia entre barras = eh = 3.75 cm
Recubrimiento lateral (1.5") = rec = 3.75 cm
festribo = 0.95 cm
Ancho mínimo de la viga bw = 2*rec+2*fest+(# barras-1)*eh+#barras*fbarra
bw min= 21.05 cm VERDADERO CONFORME
COLOCAR: 2 barras de ø 3/4´´
0.90 COLOCAR: 2 barras de ø 1/2"
COLOCAR: 3 barras de ø 3/4´´
b
0.250
Estribo 3/8 : 1 @ 0.05, 4@ 0.10 a/e.
DISEÑO DE REFUERZO DE LA VIGA DIAFRAGMA
Top Related