Trabajo No.2 _ GRUPO 4

7/23/2019 Trabajo No.2 _ GRUPO 4

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UNIVERSIDAD TCNICA DE AMBATO

FACULTAD DE INGENIERA CIVIL Y MECNICA

Ttulo: Modelacin de un Puente Peatonal de Vigas Continuas en SAP 2000v14

Autor: Grupo 4

1. INTRODUCCIN.

PUENTES PEATONALES

1.1.Generalidades

Los puentes peatonales son parte de la infraestructura vial que permite el cruce seguro

de los peatones a travs de vas donde las velocidades vehiculares no permiten un cruce

seguro a nivel.

Con estas obras los peatones, tericamente, no pondran en riesgo su seguridad y

tampoco interferiran con rpido desplazamiento del transporte pblico y privado, pero

lamentablemente esto no siempre es as.

1.2.Educacin Vial

Para los que transitan por la Va de Evitamiento o por la Carretera Central, es comn

ver personas cruzando raudamente por estas vas (donde se busca priorizar la

velocidad), ya sea por debajo de un puente peatonal o a pocos metros de uno.


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Lo ms penoso es que muchos de ellos, cruzan jaloneando a sus pequeos hijos,

poniendo en riesgo sus vidas y a su vez transmitindoles e inculcndoles a continuar con

esta errnea costumbre.

Una excusa que generalmente se escucha es que lo hacen por el apuro, la falta de

tiempo, pero cruzar un puente no puede tomar ms de 2 minutos. Tiempo que es el

generalmente les toma cruzar por debajo del puente, ya que estos imprudentes peatones

deben esperar el momento adecuado para cruzar corriendo la va hasta la berma central

y all nuevamente estar al acecho, para cruzar el tramo faltante en el momento en que

sea menos peligroso. As que, toda esta operacin informal y peligrosa toma casi el

mismo tiempo que cruzar la va de la manera correcta, es decir, por el puente peatonal.

Otra excusa comn que dan algunos de estos peatones es que padecen de algn mal o

sufren alguna dolencia fsica, que a simple vista no se nota, y por ello les resulta muy

doloroso subir o bajar las gradas del puente peatonal. Esta excusa queda desvirtuada

cuando vemos a estos lesionados corriendo presurosamente.

Esta mala prctica ha dejado de ser un hecho aislado, para convertirse en parte de la

idiosincrasia, aquella mala costumbre de tratar de sacarle la vuelta a las leyes o desafiar

el orden establecido. Tambin puede ser que el mal genrico de nuestra sociedad sea el

cansancio, un constante evitar la fatiga que supondra caminar un poco ms o subir y

bajar unas gradas.

Universidad Nacional deIngeniera, puerta 3;muchas veces se cree quelas malas costumbres semanifiestan solo en

personas con bajo nivel deeducacin, pero en estecaso este joven estudiante,que debera dar el ejemplo,

prefiere cruzar a pocosmetros del puente peatonal(ver parte inferior derecha)


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1.3.Mala Ubicacin

Una mala ubicacin de un puente peatonal determina que no sea usado por los peatones.

En estos casos, el trabajo de gabinete es impecable, es decir, el dimensionamiento y

diseo estructural del puente son ptimos... y Qu hay del trabajo de campo?

Cuando estas obras se hacen en una oficina, en base a los planos de la va, lo ms lgico

es ubicar los puentes separados cierta distancia, adecundolos cerca de una calle

perpendicular a la va principal a cruzar... pero es realmente por esa zona por donde

cruzan normalmente los peatones?

Un diseador debe tomarse el tiempo de realizar una inspeccin en la zona donde va a

ubicar su puente peatonal, no vaya a ser que lo construyan y que nadie lo use. Si el

proyecto fuera ms riguroso, un conteo peatonal determinara la correcta ubicacin del

puente, porque en muchos planos no aparecen la ubicacin de los mercados o colegios,

que son los polos atractores del flujo peatonal.

Otro error consiste en la ubicacin de puentes peatonales en intersecciones

semaforizadas, Por qu colocar un puente all donde el semforo permite que el peatn

cruce cuando los vehculos estn detenidos? Un ejemplo de ello lo vemos en el cruce dela Av. Javier Prado con la Av. Brasil, donde una estructura de concreto es un verdadero

monumento al despilfarro de fondos municipales. Ese puente peatonal lo cruce yo, ante

la mirada de extraeza de algunos parroquianos, aunque solo lo hice para poder

tomarles fotos a los peatones que cruzaban la pista por los cruceros peatonales.

Interseccin Av. Brasil con Av.Javier Prado, foto tomada desde

el inutilizado puente peatonal.Note como el cruce peatonal sedesarrolla normalmente gracias al

diseo del crucero peatonal(pintura blanca en el pavimento,tipo cebra) y los semforos; uno

vehicular (izquierda) y otropeatonal (derecha), entonces Era

necesario construir un puentepeatonal?

Esa inversin no se hubiera desperdiciado si es que ese puente se hubiera colocado enotra zona, en la misma Av. Brasil, por donde los peatones siempre se dan la maa para


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romper el cerco metlico (que divide la va principal de la auxiliar) y cruzar por donde

no debiera ser permitido. En menos de 15 minutos logre tomarle fotos a ms 7 personas.

Av. Brasil, observe como la malla metlica que divide las vas principales y auxiliares hasido retirada convenientemente para permitirle a este peatn cruzar la va por donde no

debera ser permitido. Por desgracia es comn esta costumbre de romper las mallasmetlicas, no importa cuntas veces se reparen.

2. OBJETIVOS

General. Disear las secciones ptimas de vigas continuas no prismticas utilizando el

programa SAP2000.

Especificos.

Discretizar la estructura (modelo matemtico, gdl)

Cuantificar las cargas de acuerdo a la configuracin estructural y condiciones de

carga.

Pre disear la seccin rectangular de la viga

Idealizacin (geomtrica, material, cargas) en el programa SAP2000

Chequeos de la seccin

Optimizar las secciones de la viga continua con secciones no prismticas de

variacin CUADRATICA

Propuesta de diseo final de vigas

Redaccin de memoria de clculo y dibujo de ilustraciones, grficos, planos etc.


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2)Cuantificar las cargas de acuerdo a la configuracin estructural y condiciones

de carga.

DISEO DE LA PLACA COLABORANTE.

Vamos a considerar una longitud entre apoyos de 2,20 metros, por lo que: Por tanto vamos a colocar 21 vigas secundarias a lo largo de s 48 metros del puente.

Los 1,80 metros se van a distribuir en dos partes iguales al inicio y al final del puente, esdecir 0,90 a cada lado.

Por los tanto vamos a disear para un tablero ms crtico de 2,50m * 2,20m

a) PESO DE LA LOSA (PLACA COLABORANTE)

Vamos a considerar la altura del hormign desde la cresta de la placa colaborante.


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Calculo de deflexiones.

Se toma para un metro de longitud.

( )( )


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Se escoge dos correas tipo G de 175*75*25*5 que nos da una inercia de 1571,90 .

CALCULO DE LA PLACA COMO FORMALETA.

a) Determinacin de la longitud efectiva.

b)

Espesor de la losa.

Con varios extremos continuos.

c) Determinacin de los pesos.


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d)

Deflexin admisible.

e) Esfuerzo admisible con carga distribuida.

f) Esfuerzo admisible con carga puntual.


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CALCULO DE LA PLACA COMO MATERIAL COMPUESTO.

a) Pesos.


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b) Sobrecarga de uso.

( )


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c) Esfuerzo admisible a tensin del acero


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d) Esfuerzo admisible como material compuesto

e) Esfuerzo admisible a compresin del concreto.


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f) Calculo del Momento Negativo 1.

( )( )


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[ ]

[ ]


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Las cargas consideradas para el diseo son:

3) Pre disear la seccin rectangular de la viga


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PERFIL IPN 500 (6m y 12m)

DIMENSIONESSECCION

PESOS PROPIEDADES

h S g t R R1cm2 Kg/m

Ix Iy Wx Wy

mm Mm mm mm mm mm cm4 cm4 cm3 cm3

500 185 18 27 28 10,80 180 141 68740 2480 2750 278


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PERFIL IPE 550 (6m y 12m)

DIMENSIONESSECCION

PESOSPROPIEDADES

h s g t R cm2 Kg/m Ix Iy Wx Wy

mm mm mm mm mm cm4 cm4 cm3 cm3

550 210 11,10 17,20 24 134 106 67120 2670 2440 254

PERFIL HN (6m y 12m)

H*B t1 t2 r cm2 Kg/mcm4 cm cm3

Ix Iy ix iy Wx Wy

506*301 11 19 20 131,30 103 56500 2580 20,80 4,43 2230 257

Para facilidad al momento de ingresar el perfil en el SAP 2000 se escogio el perfil IPE

550.


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4) Paso a paso en el programa SAP2000.

PROCEDIMIENTO DE MODELADO

1.

Modelamos la viga

MODELO DE VIGA PRESENTADA POR EL PROGRAMA SAP2000

Modificamos las dimensiones

directamente .


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2. Definimos los apoyos de nuestro modelo matemtico

3.

Definimos los materiales para un Fy ( 3200 kg/cm2

)

4.

Definimos las secciones del material


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5.

Los casos de carga para el modelo matemtico

En el modelo matemtico tiene dos valores de carga:

- CM

- CV


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6. Asignar la seccin del perfil en el modelo matemtico

7. Asignar las cargas al modelo

CM= 649,10 Kg/m

Seleccionamos


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CV= 562,50 Kg/m

8. Ejecutar al programa

9. Revisar los valores de trabajos virtuales del elemento en valores RELATIVOS

10.Replicamos el modelo matemtico

La seccin est trabajando ms

que las dems.


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11.Dividimos el segundo modelo en secciones para poder realizar las cartelas en losapoyos

12.Definir la nueva seccin

Cartela Izquierda Cartela Derecha

En el tramo

de 8 metros

se dividi

en 4 frame

En el tramo

de 15 metros

se dividi en

5 frame

En el tramo

de 15 metros

se dividi en

5 frame

En el tramo

de 10 metros

se dividi en

5 frame


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Cartela de cambio de altura de 550 - 450


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13.Asignamos las secciones al modelo matemtico

Asignamos la cartela Izquierda

Seleccionamos los elementos que

van a tener la seccin constante

Seleccionamos los elementos


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Asignamos la cartela Derecha

Seleccionamos los elementos


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14.

Desplazamos los apoyo en el eje Z

Seleccionamos los apoyos


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15.Realizamos los constrains a los nudos moviendo los apoyos al inicio

Replicamos los apoyos

Seleccionamos los primeros


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DIAGRAMA DE CORTE ( CM )

DIAGRAMA CORTE CARGAS AXIALES ( CM )

DIAGRAMA DE MOMENTOS ( CV )

DIAGRAMA DE CORTE ( CV )

DIAGRAMA CORTE CARGAS AXIALES ( CV )


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17.Revisar los trabajos virtuales

18.Disear el elemento


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4. CONCLUSIONES

El perfil que se predisea ser para el tramo de luz ms grande (15 metros).

La carga muerta as como la carga viva no se mayoran para predisear el

perfil, y el perfil de prediseo que ms se acomoda a las caractersticas que

necesitamos es el IPE 550.

Para obtener mejores resultados de trabajos virtuales en la viga (40% al

60%) se disminuye la seccin de 550mm de altura a 450mm para las cartelas

y a 400mm de altura para los tramos no acartelados.

Aparece carga axial en los tramos de 15 metros debido a que al inicio y al

final del puente peatonal no se colocaron cartela ya que el apoyo es

articulacin por lo cual el momento es cero.

En el tercer apoyo se produce el mayor momento que tiene un valor de 11.41

ton-m, lo cual se debe a que el apoyo se encuentra localizado entre los

tramos de 15 metros.

Con ayuda de los trabajos virtuales se visualiza que los apoyos en los

extremos del puente no estn trabajando por lo cual no es necesario colocar

cartela.

Se coloca un perfil IPE 400 a lo largo de todo el puente peatonal, lo cual esta

relacionado con los trabajos virtuales del puente, lo cual optimiza la seccin.

Al cambiar la seccin de una viga de seccin constante por una viga

acartelada se produce redistribucin de momentos en los apoyos y

disminucin del momento en su centro.

La deflexin mximo de a viga es de 0,906908 mm la cual se da para el

tramo del 15 metros, es decir a mayor longitud mayor deflexin.

Para garantizar que el modelo matemtico nos cumpla partimos de un

prediseo de viga para el tramo ms largo.

A menor seccin una viga trabaja a su lmite de capacidad, mientras que a

mayor seccin la viga trabaja a un nivel intermedio de su capacidad.

Se utiliza el comando constraint (de tipo body) para que los dos nudos

acten como un solo cuerpo rgido.

A mayor longitud de vano mayor momento.


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5. RECOMENDACIONES

Verificar que para modificar cualquier dato dentro del ejercicio siempre el

candado se encuentre abierto.

Debemos tomar en cuenta que el eje Z para el modelo matemtico se

desplaza en el sentido negativo para que el ala de la viga se asemeje ms a la

realidad.

Tener en cuenta las unidades en las que se est ingresando los datos de

materiales y secciones.

Al momento de definir la seccin de la viga acartelada tomar en cuenta cual

es la seccin de inicio y cul es la seccin final, ya que no es lo mismo una

cartela derecha que una cartela izquierda.

Para obtener ms rpidamente los resultados de momento y desplazamiento

utilizar la opcin show max.

No olvidarnos de quitar la carga modal al momento de correr el programa.

6. BIBLIOGRAFA.

http://vitral.4t.com/V06-OPINION/A06-PuentesPeatonales.htmModelacin de Vigas-SAP-2000, Ing. Juan Soria, 2013.

Manual tcnico ASECO Metaldeck.
http://vitral.4t.com/V06-OPINION/A06-PuentesPeatonales.htmhttp://vitral.4t.com/V06-OPINION/A06-PuentesPeatonales.htm


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7. ANEXOS.


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