DISEÑO+DE+PUENTE de 10m

8/19/2019 DISEÑO+DE+PUENTE de 10m

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Universidad PUENTES Y OBRAS DE ARTE

Nacional Del Santa

Examen 1ra Unidad1º EXAMEN PARCIAL PUENTES Y OBRAS DE ARTE

Tema único:

Diseñar el puente losa (sólida) simplemente apoyado CARGA VIVA L!"#

2 carriles de 3.60m c/u2 veredas de 0.80 m c/uMateriales: concreto: !c " 3#0$%/cm&

'cero: y "200 $%/ cm& m2

arpeta as*ltica: (+) ,- 0.06 m

Lon$i%&' 'e( )&en%e:

14'5 47M4 M94 14'5 47M4 '117D "

1D4 M;7' " # # " 0 m

LU* + 1, m-

Ing Gmercindo !lores Re"es

Ingenier#a $ivil % $iclo& '(1' II


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Nacional Del Santa

Examen 1ra Unidad

0.80

0.80

3.60

3.60

0.00 " 32.80<

a. Se chequea de espesor mínimo de losa:

hmin=1.2(S+10)

30

S= L=10 m=32.8 ft

hmin=1.2(32.8+10)

30 =1.712 tomamos : h=55 cm

hmin=1.712 x 12 x 0.0254=0.522 m

b. Cálculo del ancho de franja para carga viva

1u= " 0.00 m // al traico1u= - #> " .60 m




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Examen 1ra UnidadCa.o.:

1. Un Carril cargado:

E=10.0+5.0√ L1 .W 1 ? ( en pulgadas)

L = Luz modificada = min. (32.8’; 60’) -> 32.8’ W = nc!o "o"al modificado = min (28.86’; 30’) -> 28.86’

/-/, m 0 1 2 + 3/-/4 5%

0

. 6

0

. 2

#@ @

)

0.80 A.2 0.80

B E=10+5 x √ 32.8 x 28.86=163.86=4.086 m

2. Dos o más carriles cargados:

E=84+1.44 √ L1 . W 1 ≤

12. w N L

L1=32.80 W 1=min(28.86

' ;60

' )=28.86 ' (centro físico)

1 " C de carriles de diseño " 7 (/2)

1 " 7 (28.86/2) " 2

6 E=84+1 . 44√ 32.8 x 28.86=128.31=3.259 m

3.259 ≤12 W

NL=4.4.. OK

c. plicaci!n de Carga "iva en puen#es #ipo $osa5e aplicar*n las car%as especiicadas:. ortante m*Eimo:

amión '.36..2.2




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Examen 1ra Unidad

F#2 $%/m

1. de 7 de 4'

V ACAMION =14512 x 1.0+14512 x 0.57+3628 x 0.14=23292 !

V ACAMION =( 12 ) .952 x 10.0=4760 !

V A"AN#EM =11338 x 1.0+11328 x 0.88=21315 !

Gactor de 7mpacto:32

$ . I .=1+ ℑ100

%on%eℑ=33




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Examen 1ra Unidad $ . I .=1.33 ; No se a&icaa acar!a %ecarri (re&arti%a)

2. Momento de leEión m*Eimo en .1.:

amión1Hnea de inluencia

amión:

M ACAMION =14512 x 0.35+14512 x 2.5+3628 x 0.35=42629 !

M ACAMION =( 18 ) .952 x (102 )=11900!−m

M A"AN#EN =11338 x2.50+11.38 x 1.90=49887 !−m (.()O*IE+NA)

M ¿+ℑ=(1.33 ) x (49887 )+11900=78250 !−m

d. Selecci!n de %ac#ores de &esis#encia:

E.%a'o L7mi%e 'e Re.i.%encia

. GleEión y tracción 0.F0

. orte y torsión 0.F0

e. Selecci!n de 'odificadores de carga:

Re.i.%encia Se89icio a%i$aD&c%i(i'a' nD 0.F# .0 .0Re'&n'anci

a

n4 .0# .0 .0




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Examen 1ra UnidadIm)o8%ancia n1 0.F# I I

0.F# .0 .0

f. Combinaciones de Carga plicables:

RESISTENCIA I: e.%a'o. (imi%e.

, =n(1.25 #C +1.50 #W +1.75 (¿+ℑ )+1.0 $ . + .+- . " ))

RESISTENCIA I: e.%a'o. (imi%e.

, =1.0 ( #C + #W )+1.0 (¿+ℑ )+0.3 (WS+WL)+1.0 $ . + .

ATIGA: e.%a'o. (imi%e.

, =0.75 (¿+ℑ )

g. Cálculo de los efec#os de la carga viva:

. GranJa 7nterior:orte y momento por carrilK orte y momento por metro de ancLo de ranJa es

crHtico para "3.2#F (3.2#F , .086)

V ¿+ℑ=

(

23292 x 1.33+4760

3.259

)=

35738

3.233

=10966 !

m

M ¿+ℑ=( 782503.259 )=24010 !−mm1- 8an;a 'e


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Examen 1ra Unidad

DeNido a Pue el ancLo limite es .80m consideramos/2 de camión con un actor

de presencia mQltiple de .20 K ser* critico.

V ¿+ℑ=

1

2 (35738 ) (1.2 )1.80

=11913 !

m

M ¿+ℑ=

1

2(78250 ) (1.2 )

1.80 =26083

!

m

=- EECTO DE CARGA DE LAS OTRAS CARGAS:1- 8an;a in%e8io8 'e 1-,, m 'e anc=o:

eso de la losa W #C =0.55 x 1.0 x 2400=1320 !m

V #C =1

2 (1320 ) (10 )=6600 !




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Examen 1ra Unidad

M =1

8(1320 ) (10 )2=16500 !−m

'salto uturo e" 0.06m

w w=(2250 ) (0.1016 ) (1.00 )=228.60 ! /m

V #W =1

2(228.60 ) (10 )=1143 !

M #W =1

8 (228.60 ) (10 )2=2857.5 !−m

3- 8an;a 'e


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Examen 1ra Unidad

I! INVESTIGUEMOS EL ESTADO LIMITE DE SERVICIO:

1- D&8a


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Examen 1ra Unidad

'sumiendo / ≅0.875

f s=0.6 f 0=0.6 x 4200=2520 !/cm2

f s= 52940.5 x 100

2520 x 0.875 x 51=47.08

cm

m

s=as x 100

As=

5.07 x 100

47.08 =10.77 cm

∴∅ 1 @ 10.5 cm C/L……d=ok

N). momento en ranJa de Norde:

M interior=n∑ - 11=1.0 [1.0 M #C +1.0 M #W +1.0 M ¿+ℑ ]

M interior=n∑ - 11=1.0 [ 16500+2857.5+26083 ]

M interior=45440.5 !−m

alculo aproEimado del reuer=o (mRtodo el*stico)

A s= M

f s /%

'sumiendo: / ≅0.875

f s=0.6 f 0=0.6 x 4200=2520 !/cm2

f s=45440.5 x100

2520 x 0.875 x 51=40.41cm

m

s=as x 100

As=

5.07 x 100

40.41 =12.54 cm




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Examen 1ra Unidad∴1 1 @ 12.5 cm C/L……d=ok

3- Con%8o( 'e 5i.&8a.

f s ≤ f sa=( 2( %c A )1 /3 )≤ 0.6 f 0

a> 8an;a in%e8io8- LePueo de esuer=o por tracción

M inf =45440.5 !−m

f c= M (1/6 )3 h2

= 45440.5 x 100(1/6 ) (100 ) (552 )

=90.13 !cm

2

f r=0.24 √ f c f

' c=350

!

cm2=4.97 KSI

¿0.24√ 4.97=0.535 KSI =555 x 0.07=37.45 !/cm2

fc=

90.13 !

cm2>f

r=37.45 !

/cm

2

(secci4nfis5ra%a

)

. 5ección el*stica isurada con: ∅[email protected] cm

s=as x 100

AS⟹ A s =

as x 100

s=

5.07 x100

12.5= 40.56 c m

2/m

E1=29000000 3rs

&5!2

x0.0703 = 2039000 kg/cm2




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Examen 1ra Unidad

Ec =1820√ f c '=1820√ 4.97 = 4057.42 KSI = 285236.63 kg/c m2

n= 2039000

285236.63=7 . 15

nAS= (7 . 15 ) (40 . 56 )=289 . 575c m2/m

• SNicación del eJe neutro:

ondición: 1/2 3 x2=nAS(%− x)

(1/2 100 x2=289 . 575(51− x )

50 x2=14768.33−289. 575 x

50 x2+289 .575 x−14768.33=0




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Examen 1ra Unidad

x=14.53 cm

• Momento de inercia de la sección isurada:

1/3! x3+nAs (%− x )

2

I cr=¿

1/3x100x14.533+289. 575 x (51−14.53 )2

I cr=¿

I cr=487405.27 cm4/m

• suer=o en (el reuer=o) las varillas:

f s

n =

M (%− x ) I

f s

n =

45440.5 x100(51−14.53)

I = 340.0 kg/c m

2

f s = 7.15x340.0 = 2431 kg/c m2 " f s = 2520kg/c m

2




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Examen 1ra Unidad

ara:

6 =130 i& / &5'!

6 =130000 3s

&5! x

1 &5!

2.54 cm x

1 !

2205 3s

6 =2321! /cm

%c=3.81 cm 0 ϕ 1 @ 12.50 cm

A=2 %C 3

N =

2 x 3 . 81 x 12 .5

1 =95 .25 # n2 1 14 .77 c m2




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Examen 1ra Unidad

f sa=6

(%c A )1.3

= 130

(1.5 x 14.77)1.3=46.33 KSI

f sa = 46330$0.0703 = 3257 kg/c m2> f s =2520kg/cm

2

N) rocedemos similarmente para la ranJa de NordeK veriicando el control de

isuración.

a) ontra lecLa para car%a muerta:




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Examen 1ra Unidad

W #C :

• 1osa 8.8E 0.## E 200 " 66 $%/m

• @ereda 2 E 0.80 E 0.2# E 200 " F60 $%/m

W #w :

• 'salto t "0.06E22#0EA.20 " 66 $%/m

• 9aranda 2 E .20 E 0.2# E 200 " 00 $%/m

W #L " 622 $%/m

1/8W #L L2=(1/8 )14622 (102 )=182775 !−m

M #L=¿

7 #L=5 W #L L

4

384 E C I E

I !=( M cr)

3

M cr I !+[1−( M cr)

3

M a ] I !




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Examen 1ra Unidad

M cr=f I I !

8 I

55¿3=12200833.33 c m4

f cr=37.45 !

c m2

I !=(1/12 ) x 880¿

M cr=37.45 !

cm2 x

12200833.33 c m4

27.50 cm =16615317 !−cm=166153.2 !−m

166153.2 / 182775¿3=0.7512( M cr / Ma)

3=¿

I cr=487405.27 x 880=4289166.4 c m4( %odo &' ()c*o d& '( 'o+()

I e=0.7512 x12200833.33+(1−0.7512) x4289166.4

I e=10232410.6 c m4




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Nacional Del Santa

Examen 1ra Unidad

1000¿4

¿5 x(146.22) x ¿

7 #L=¿

• 1a deormación con el tiempo (dierida)

(3−1.2 ( A S / A S )) 7 #L=3 9 6.52=19.56 mm

• ontra lecLa " F.#6 mm

N) DeleEión por car%a viva:

7¿+ℑ A%m=

L,6

800 =

10 9 100

800 =1.25=12.5 mm

• Sso el camión solo o la car%a de carril 2#T del camión.




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Examen 1ra Unidad• oloco el camión en la posición para MmaE (ver teorema)

N L=2 m=1.00c,gmo+ %odo+ o+ c,,#&+

∑ :¿+ℑ=1.33 (14512 9 2)(1.0)

• l valor de I e camNia con la ma%nitud del movimiento aplicado a Ma.

M #C + #W +¿+ℑ=182775+[2(1.0)(42629)(1.33)]=296168.14

166153.2 / 296168.14¿3

1−¿ x 4289166.40166153.2 / 296168.14¿3 x 12200833.33+¿

I e=¿

I e=5686110.77 c m4

Ec I e=285236.63 x5686110.77=1621887 x 106

!−c m2




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Nacional Del Santa

Examen 1ra Unidad

∑ :¿+ℑ=1.33 (14512 9 2) (1.0 )=38602

)

142.3¿¿

430.7 ¿2

¿2−¿1000¿2−¿

¿38602(142.3)(430.7)¿

:=38602 ; 7 x=¿

3=142.3

x=430.7 ; 7 x=0.193 cm=1.93 mm




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Nacional Del Santa

Examen 1ra Unidad2.

430.7¿¿

1000¿2−¿¿¿

38602(430.7)(569.3)¿ :=38602 ; 7 x=¿

3=430.7

x=569.3 ; 7 x=0.477 cm=4.77 mm

1ue%o: ∑ 7 x=7¿+ℑ=1.93+4.77=6.70≅7.0 mm




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Nacional Del Santa

Examen 1ra Unidad

7¿+ℑ=7 . 0 mm


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Nacional Del Santa

Examen 1ra Unidad :=1.33 (22676 9 2) (1.0 )=60317 !s

7"am%em= :L

3

48 EC I C =

60317 x 10003

48 9 1621887 x106=0.775 cm=7.75 mm


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Nacional Del Santa

Examen 1ra Unidad

• o se aplica el actor de multiplicidad m " .0

+ A=18140 x5.425

10.00=984 !

+*=18140 x4.575

10.00

=8299 !−m

M C =8299 x 5.425=45022 !−m

• omNinación de car%as S"0.A# (11 7M)

7M"#T

n∑ - iϱi= (1.00 ) (0.75 ) (45022 ) (1.15 )=38831 !−m




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Nacional Del Santa

Examen 1ra Unidad

a) suer=o de tracción deNido a la car%a viva:

• Sn carril car%ado: E=4.086 m

M ¿+ℑ=38831

4.086=9503.43

!−mm

I cr=487405.27 c m4/m


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Nacional Del Santa

Examen 1ra Unidad4an%o m*Eimo de esuer=o:

f f =21−0.33 f min+8( 0h )=21−0.33 (0 )+8 x 0.3

¿23.4 KSI =1645 !

c m2

f f =1645 !

c m2

f min=%#&)& & co)c&%o d& ,)go como & &)%& &+ +#m&m&)%& odo f min=0

0

h=0.3

f Smax=508.44 !

c m2< f f =1645

!

c m2

U).I 7@57VM5 1 5'D 17M7 D 45757' 7:

a) GranJa interior:

M 5=n∑ - iϱi=0.95 [1.25 M #C +1.50 M #W +1.75 M ¿+ℑ]




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Nacional Del Santa

Examen 1ra Unidad M 5=n∑ - iϱi=0.95 [1.25 9 16500+1.50 9 2857.5+1.75 9 24204 ]

M 5=63904.84 !−m

51¿2

¿100¿

K 5= M ,

3%

2=

63904.84 x 100¿

24.569=∅ f C '

w(1−0.6 w)

24.569=0.9 x 350 x (1−0.6 w)w

24.569=315 w−189 w2

189 w2−315 w+24.569=0

4esolviendo la ecuación de 2W%rado se oNtiene:

w=0.082




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Nacional Del Santa

Examen 1ra Unidad

&=wxf c

f 0=0.082 x

350

4200=0.0068

A s= &3%=0.0068 x 100 x 51=34.68 c m2/m

c= AS f 0

0.85 f c ' =3=

34.68 x 4200 x 100

0.85 x 350 x 0.80 x100=6.12cm

c

%s=

6.12

51 =0.141


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Nacional Del Santa

Examen 1ra Unidad

51¿2

¿100¿

K 5= M ,

3%2=

82193.75 x 100¿

31.60=∅ f C '

w(1−0.6 w)

31.60=0.9 x 350 xw (1−0.6 w)

31.60=315 w−189 w2

189 w2−315 w+31.60=0

4esolviendo la ecuación de 2 %rado se oNtiene:

w=0.107

&=wxf c

f 0=0.107 x

350

4200=0.0089

A s= &3%=0.0089 x 100 x 51=45.39 c m2/m




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Nacional Del Santa

Examen 1ra Unidadc /%s" 32.8 t

100

√ 32.8=17.46


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Nacional Del Santa

Examen 1ra Unidada) GranJa interior:

A s %=0.1746 x 34.68=6.06 c m2/m

s=2.00 x 100

6.06 =30.35 cm

ϕ 5/8 @ 33.00 c) C/L

N) GranJa de Norde:

A s %=0.1746 x 45.39=7.92c m2/m

s=2.00 x 100

7.92 =25.25 cm

ϕ 5/8 @ 25 cm C/L

': or acilidad colocamos el reuer=o de distriNución:

ϕ 5/8 @ 25 cm C/L




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Nacional Del Santa

Examen 1ra Unidad

M).I4GS4Y D M4'S4' Z 4'7 D G4'VS':

A st > 0.11 A!

f 0=0.11

(40 x 22 )60

=1.613 ¿2=10.41c m2/m

A!=,& !,% &) ¿2 ( &5!2

f 0=&) K+#

omo pie de ancLo para tener &5!2/ &ie

A st > 0.1112 x 22

60 =0.484 &5!2/ &ie




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Nacional Del Santa

Examen 1ra Unidad

A st =0484 &5!

2

&ie x

3.28 &ies

1 m =

(2.54 cm)

1 &5!2 =10.24

cm2

m

s=2.00 x 100

10.2460 =19.53 cm

ϕ 5/8 @19.00 cm C/L




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Nacional Del Santa

Examen 1ra Unidad

SECCION TIPICA DETALE DEL REUER*O

$0=4200 ! /cm2

$c=350 !/cm2




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Nacional Del Santa

Examen 1ra Unidad

#/8


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Nacional Del Santa

Examen 1ra Unidad

$ 0=4200 ! /cm2SECCION TIPICA DETALE DEL REUER*

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