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8/7/2019 Diseño de puente final 23
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UNIVERSIDAD VERACRUZANA
FACULTAD DE INGENIERÍA
INGENIERÍA CIVIL
EXPERIENCIA EDUCATIVA:PUENTES
CATEDRATICO:M.C. FERNANDO MARCIAL MARTINEZ
TRABAJO:DISEÑO DE PUENTE
INTEGRANTES:
LANDA LOPEZ JESUS SAULGALVAN CORTES MARCOSMARTINEZ HERNANDEZ ANTONIO DE JESUS
BOCA DEL RIO, VER., 23 DE JUNIO DEL 2010
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OPT. PUENTES
1
DESCRIPCION:
Diseñar un Puente Carretero tipo autopista, para carretera Federal, con un modelode carga IMT ± 66.5, para 3 claros de 35m cada uno, formado con vigas AASHTO
tipo V de concreto pres forzado, simplemente apoyados y una altura de 16.00 m.
DIMENSIONES DEL PUENTE.
SUPER ESTRUCTURA, SECCIÓN TRANSVERSAL.
35.0M 35.0M 35.0M
16.0M
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Dibujo con acotaciones de la viga (VIGA AASHTO TIPO V)
ANÁLISIS DE CARGA PARA LOSA
1) Cargas muertasLosa Carpeta de rodamiento Cargas Muertas
2) Cargas vivas (Especificaciones en las normas NPRY ± 07). La carga sobreuna rueda trasera de un camión del modelo IMT-66.5 será:
3) Cargas de impacto (Especificaciones de las normas NPRY ± 03)
Los elementos mecánicos por carga viva se incrementan por efecto deimpacto 40% cuando el elemento mecánico es producido por un solo eje, (alas cargas vivas w y w¶ para IMT 66.5 se le aplicará el mismo porcentaje).
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CÁLCULO DE LOS ELEMENTOSMÉCANICOS
Carga Muerta
Carga Viva + Impacto
CALCULO DEL MOMENTO
MATERIALES
Concreto:
Acero:
CONSTANTES DE DISEÑO
Resistencias Reducidas
Porcentaje de acero en falla balaceada
Cuando el coeficiente
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Para elementos que no van a resistir fuerzas sísmicas (Losa). El porcentaje deacero máximo se considera como un 90% del acero de la falla balanceada:
Índice de refuerzo máximo:
MOMENTOS DE DISEÑO
Factores de carga y resistencia NTC-04
Momento de servicio
Momento ultimo
Para el diseño de losas se consideran 100cm de ancho.
DIMENSIONAMIENTO DEL PERALTE DELA LOSA
-Secciones rectangulares sin acero de compresión (NTC-04)
á
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CALCULO DEL ACERO DE REFUERZOLONGITUDINAL
Dimensiones de la sección: -Refuerzo longitudinal
De la ecuación (2.4), el índice de refuerzo queda definido como:
Donde:
� Con:
��
-Porcentajes de acero máximo y mínimo (NTC-04)
Área de acero requerida
-Área de acero proporcionada:
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-Separación del refuerzo longitudinal:
Por lo tanto VAR Nª4 12 CM
POR REGLAMENTO LA SEPARACION MAXIMA
-Refuerzo Transversal (mínimo de acuerdo con el reglamento)
-Separación del refuerzo transversal:
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DISEÑO DE VIGAS PRESSFORZADAS(TIPO AASHTON)
TIPO V
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CALCULO DEL CENTRO DE GRAVEDAD
SECCION A (cm²) Yi (cm) AiYi I (cm4) AiYi²
A1 1391 153.5 213518.5 19590 32775090A2 628 143.484 90107.952 1854 12929049A3 377.5 134.68 50788.850 3035 6833131A4 2218.5 85.500 189681.750 1399319 16217798A5 1061.5 29.212 31008.538 39641 905821A6 1420 10 14200 47333 142000
TOTAL 7096.5 589305.590 1510763 69802899
d(2b+b1)
CTRAPECIO= 3(b+b1)
8[(2x107)+50]
CA2= = 4.484 cm3(107+50)
10[(2x50)+25.5]CA3= = 5.840 cm
3(50+25.5)
33[(2x71)+35.5]
CA5= = 12.788 cm3(71+25.5)
� ��
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MODULO DE SECCION INTERIOR
MODULO DE SECCION SIMPLE
ANALISIS DE CARGAS SOBRE LA VIGAa) Carga muerta
Peso de la Losa Capa de Rodamiento Peso de la Viga
CALCULO DEL MOMENTOFLEXIONANTE (POR CARGA MUERTA)
8
2 84 35 2
8
434
87
2 2 84 35
2 49 7
B) Carga viva
Modelo de cargas vivas vehiculares IMT-66.5, para el análisis transversal otridimensional de puentes y estructuras similares.Para claros entre 30 y 90 mts (NPRY-CAR)
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1. Calculo del paso de la resultante del tren de cargas
2. Primer momento máximo:
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4. Calculo del contante máximo:
Calculo de las reacciones en la viga suponiendo que el tren de cargas se encuentra a unmetro de distancia del apoyo E.
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DETERMINACION DE LA SECCIONCOMPUESTA
CALCULO DEL ANCHO DEL PATIN SUPEROR
La que resulte menor de:
¼ L = ¼ (35m) =8.75 m 12 t = 12 (0.20) = 2.40 m
S= 1.50 m
Por lo tanto el ancho del patín efectivo es 1.50 mComo el concreto de losa es f·c= 350 kg/cm 2 y el concretó de la viga es def·c= 350 cm 2 , se tiene que establecer una relación Modular :
Modulo de Elasticidad E= 14000 ¥ f· c
E losa = 14000 ¥ 350 = 261 916 kg/cm 2
E viga = 14000 ¥ 350 = 261 916 kg/cm 2
Entonces:Ancho efectivo del patín es: (1.50)
Ancho efectivo = (1) (1.50m) = 1.50 m
A T = 7096.5 + 2250 = 9646.5 cm 2
= (7096.5) (83.04) + (2250) (170)
9646.5 cm 2
= 100.74 cm
I = + (127.5) (20) 3 + 7096.5 (29.26) 2 + 2250 (170) 2 12
I= 93 564 392.83 cm4
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MODULO DE SECCION INTERIOR
MODULO DE SECCION SIMPLE
PROPIEDADES GEOMETRICAS
Sección simple Sección CompuestaA (cm2 ) 7096.5 9646.5I (cm4) 93 564 392.83
Si (cm3) ss (cm3) Y i (cm ) 83.04 100.74Ys (cm) 79.29
CALCULO DE LA FUERZA INICIAL
DONDE:Fp = fibr a Externa en tensiónFp = 1.6 ¥ f·c = 1.6 ¥ 350 = 30 kg/cm2 e· propuesta = 6 cme·= Distancia al centroide del acero de pre esfuerzo, medida a la fibr a externa (Recubrimiento)
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CALCULO DE LA EXCENTRICIDAD
M1= Momento por carga muerta = 434 87 x 105 kg-cm
M2= Momento por carga viva = 572.86 x 105 kg-cm
SUSTITUYENDO VALORES
NUMERO DE TORONES REQUERIDOS
Se propone suponer y unas pérdidas de 20% = Esfuerzo a la ruptura.
El área de un torón de 1/2´;
Colocaremos 41 torones de ø 1/2 ³en tres camas, una de 17 y otras de 18 y una de 6
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CALCULO DE PERDIDAS DEPREESFUERZO
y POR ACORTAMIENTO ELASTICO
=Modulo de elasticidad del acero de presfuerzo. =Modulo de elasticidad del concreto en transferencia.
=Suma de esfuerzos en el CG en los torones debido al PP del elemento y de la fuerza de
presfuerzo en la transferencia.
=Resistencia a la compresión a la edad en que ocurre la transferencia.
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Se recomienda estimar las perdidas por acortamiento elástico y por relajación instantánea del orden del 7 %
Por lo que tensaremos a los Torones a:
LA FUERZA DE PREESFUERZO
=distancia entre ejes centroidales de las sección simple y del acero de presfuerzo.
=Momento producido por el peso propio de la viga.
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y Por Relajación Instantánea:
���
Nota: La transferencia se efectúa 18 hrs después del tensado y el esfuerzo de fluencia del
acero de presfuerzo es de .
���
���
Equivalente a 1% Fsr El esfuerzo del toron inmediatamente despues de la tr ansferencia y despues deque hayan tr anscurridos las perdidas iniciales por acortamiento es 6% y d relajacioninstantanea es 0.7 %
Que es menor que el esfuerzo permisible.
Por Flujo Plástico:
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��������������� ����������� ���� ���� ����
���� ��� �
e = 77.04 cm
���� ����
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ENTONCES LA PERDIDA POR FLUJO PLASTICO
y POR CONTRACCION
=Humedad anual relativa en porcentaje (%). El puente estará en un ambiente con una humedadpromedio del 80% (Este valor se puede encontrar en el manual CFE).
y POR RELAJACIÓN DIFERIDA
TABLA DE RESUMEN DE PÉRDIDAS F (kg/cm2) % fsp % fsr
Acortamiento Elástico
7.63 5.87
Relajación Instantánea 140.00 0.95 0.73Flujo plástico 10.41 8.01Contracción 2.41 1.86
Relajación diferida 1.00 0.77Total = 3279.97 22.41 17.26
% fsp = ( F / fsp)(100); % fsr = ( F / fsr)(100)fsp = 14630 Kg./cm2; fsr = 19000 Kg./cm2
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EL ESFUERZO RESULTANTE Y LACARGA FINAL SON:
DISEÑO ELASTICOESFUERZO FINAL EN LA FIBRA INTERIOR
Momento por carga muerta
Momento por carga viva
ESFUERZO EN LA FIBRA INTERIOR
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REVISION A LA RUPTURA
LOS MOMENTOS DE SERVICIO Y ÚLTIMO SON RESPECTIVAMENTE:
EL PERALTE DEL BLOQUE DE COMPRESION CAE DENTRO DEL ESPESOR DEL FIRME, ENTONCESLA SECCION TRABAJA COMO RECTANGULAR
ASP
ASP2
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� �
��
�� ��
Como MR > Mu ³SE ACEPTA LA SECCIÓN´
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EN NINGÚN CASO SE ADMITIRÁ QUE
��� ��
CALCULO DEL REFUERZO PORTENSIÓN DIAGONAL
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³Se colocaran estribos del #3 @ 20.93 cm´
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REVISIÓN POR ACERO MÍNIMO
Se debe gar antizar que Par a obtener MAgr debemos calcular M2 que es el momento de servicio que produce elagrietamiento
Entonces:
�� ��
�� ��
Como:
�� �� �� �� SE ACEPTA
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REVISIÓN POR DEFLEXIÓN
��
CONTRAFLECHA
Se obtiene con el peso propio del elemento y la fuerza de pres fuerzo con pérdidasiníciales y el concreto al 80 % de su capacidad
��
Peso propio de viga
����
����
�
�� ��
�� �� ��
Como
La deflexión es aceptable
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FLECHA FINAL
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��
pp = 5.20 cm
Cu = coeficiente de flujo plástico = 2.3
��
��������������������������������������
Como
La deflexión es aceptable