m
m
m
m
m
pulg
m
Kg/m
Kg/m
Kg/m
Kg/m
cm
mm
mm
Donde :
d : Es el diámetro de la tubería
Caudal de Diseño = 0.1 m3
/seg
C (Chezy) = 150 (Tubería PVC)
Desnivel = m D= m
Longitud = m D=
Pendiente S = m/m D=
V= m/segD = 1.6*(Q
0.3804/(S
0.2054xC
0.3804))
V = Q/A
para evitar sedimentación
Ancho Canal B 2 = m L = B2 - B1
Ancho Canal B 1 = m 2 Tg α/2º
αº =
L= m
L= m Redondeando
ANALISIS Y DISEÑO DE LA ESTRUCTURA COLGANTE PARA TUBERIA
DATOS GENERALES PARA EL DISEÑO DE PENDOLA Y CABLE PRINCIPAL
GEOMETRIA DEL PUENTE
Longitud Total del Puente(L) 181.5
Longitud de la Flecha(f) 18.2
Por Proceso Constructivo Redondear flecha (f) 8.0
Long. Min. de la pendola (∆H) 0.5
Espaciamiento entre Péndolas(l) 2.5
Diámetro de la Tuberia (d) 12.0
Altura Total del Puente (H T ) 8.5
METRADO DE CARGAS TOTALES QUE SOPORTA LA TUBERIA
Carga Muerta (WD) 70.0
Carga Viva (WL) 50.0
Carga de Viento (WV) 2.0
Carga Ultima de diseño (Wu) 140.0
FACTORES DE SEGURIDAD PARA EL DISEÑO DE PENDOLA Y CABLE PRINCIPAL
Factor de seguridad para el diseño de Péndolas 3.0
factor de seguridad para el diseño del cable principal 2.0
ANALISIS Y DISEÑO DE LA ESTRUCTURA COLGANTE
DISEÑ0 DE LA TUBERIA
Espesor Mínimo de la tubería (t Mín ) 0.20
t min 2.0
Luego el espesor de tuberia a usar será 3.0
DISEÑ0 HIDRAULICO DE LA TUBERIA
0.68
1.00
2.45
187.50
0.0131
0.24
12" Redondeando
0.30 Redondeando
1.37
0.60<V<1.50
DISEÑ0 HIDRAULICO DE LA TRANSICION DE ENTRADA Y SALIDA
0.60
0.30
25º
Kg
Kg = Tn
USAR CABLES Diámetro pulg
SERIE 6 X 19 TIPO BOA Peso Kg/m
DE ACERO TR efectiva Tn
Debe cumplirse la siguiente restricción
71.6
DISEÑ0 DE LA PENDOLA
Esfuerzo de tracción en la Péndola (Tp) 350
Esfuerzo de tracción de Rotura en la Péndola(TR) 1050.0 1.05
Especificacionesde
las Péndolas
3/8
0.42
7.5
ok
Longitud de las Péndolas (Yi) Numero de Péndolas (Np)
Centro
m
cm
Centro ESPECIFICACIONES DE PENDOLA
Diámetro pulg
Peso Kg/m
TR efectiva Tn
0.50 0.2 0.70
0.71
Doblez arriba
y abajo (m)
Longitud
Total (m)
DE
RE
CH
A
2 5.0 0.52
Pénd
ola
(i)
Distancia del
centro a la
pendola i
longitud de la
Péndola i
(Yi)m
0.0
4 10.0 0.60 0.2 0.80
RESUMEN DE DISEÑO DE PENDOLA1 2.5 0.51 0.2
0.55 0.2
0.2 0.72 Longitud Total de Péndolas 129.01
71.612
5 12.5
# Total de grampas por pendola 4
3 7.5
0.65 0.2
0.75 Numero de Péndolas (Np)
15.0 0.72 0.2 0.92
0.50
4.00 0.2
-2.5 0.51 CABLES
2 -5.0 0.52 0.2 0.72 SERIE 6 X 19 TIPO BOA
0.71
DE ACERO
4 -10.0 0.60 0.2 0.80 3/8
0.55
1
0.42
6 -15.0 0.72 0.2 0.92 7.5
5 -12.5 0.65
0.2 0.753 -7.5
7 -17.5
8 -20.0
0.80 0.2 1.00
0.85 Longitud total doblez arriba y a bajo 18
6
8 20.0 0.89 0.2 1.09
7 17.5
9 22.5 0.99 0.2 1.19
10 25.0 1.11 0.2 1.31
11 27.5 1.23 0.2 1.43
12 30.0 1.37 0.2 1.57
13 32.5 1.53 0.2 1.73
14 35.0 1.69 0.2 1.89
15 37.5 1.87 0.2 2.07
16 40.0 2.05 0.2 2.25
17 42.5 2.25 0.2 2.45
18 45.0 2.47 0.2 2.67
19 47.5 2.69 0.2 2.89
20 50.0 2.93 0.2 3.13
21 52.5 3.18 0.2 3.38
55.0 3.44 0.2 3.6422
23 57.5 3.71 0.2 3.91
0.89 0.2 1.09
24 60.0 4.20
0.2 0.85
1.11 0.2 1.31
0.80 0.2 1.00
0.2
1.37 0.2 1.57
9 -22.5 0.99 0.2 1.19
10 -25.0
1.69 0.2 1.89
11 -27.5 1.23 0.2 1.43
12 -30.0
2.05 0.2 2.25
13 -32.5 1.53 0.2 1.73
14 -35.0
2.47 0.2 2.67
15 -37.5 1.87 0.2 2.07
16 -40.0
2.93 0.2 3.13
17 -42.5 2.25 0.2 2.45
18 -45.0
3.44 0.2 3.64
19 -47.5 2.69 0.2 2.89
20 -50.0
-60.0 4.00 0.2 4.20
21 -52.5 3.18 0.2 3.38
22
65.0 4.60 0.2 4.80
23 -57.5 3.71 0.2 3.91
-55.0
70.0 5.26 0.2 5.46
25 62.5 4.29 0.2 4.49
26
75.0 5.96 0.2 6.16
27 67.5 4.92 0.2 5.12
28
80.0 6.71 0.2 6.91
29 72.5 5.60 0.2 5.80
30
85.0 7.52 0.2 7.72
31 77.5 6.33 0.2 6.53
32
90.0 8.37 0.2 8.57
33 82.5 7.11 0.2 7.31
34
35 87.5 7.93 0.2 8.13
36
-62.5 4.29 0.2 4.4925
IZQ
UIE
RD
A
24
m
m
m
m
º
m
m
m
Kg
Kg
Kg
pulg
Kg/m
Kg
pulg
Kg/m
º
Kg
Kg = Tn
Según el cuadro Nº 01
USAR CABLES PROLANSA Diámetro pulg
SERIE 6 X 19 TIPO BOA Peso Kg/m
DE ACERO TR efectiva Tn
Debe cumplirse la siguiente restricción ok
Longitud Total de Péndolas 129.01
Longitud del Cable Principal (Lc) 182.46577
xi 90.765 centro del puente
DISEÑO DEL CABLE PRINCIPAL
n = 0.0440699
49.73
f 8.0
L 181.5
α 9.9973562
Tracción Máxima Horizontal en el Fiador (Hmax)
Tracción Máxima Horizontal por Carga Ultima (H wu ) 72084.996
Tracción Máxima Horizontal por Temperatura (H t ) 1081.2749
HT 8.5
L1 49.00
Longitud de los Fiadores (Lf)
Tracción Máxima Horizontal por Peso del Cable (Hc) 4582.5462
El peso del cable se Asume Para una
primera aprox.según el cuadro Nº..
Especificaciones del
Cable Principal
Diámetro 1 3/4
Peso (Wc) 8.9
Tracción Máxima Horizontal por Peso de las Péndolas (Hp) 216.25499
Estos datos han sido calculados en el
diseño de las PéndolasEspecificacionesde las
Péndolas
Diámetro 3/8
Peso (Wp) 0.42
158334
Luego la Tracción Máx. Hor. en el Fiador (Hmax) H Máx 77965.072 Kg
α 9.9973562
158
Especificaciones del
Cable Principal
1 3/4
8.9
158
Tracción Máxima de Rotura en el Cable Principal (TR)
cosα 0.9848158
Tracción Máxima en el Fiador del Cable Principal (Tmax) 79167.165
-67.5 4.92 0.2 5.12
-65.0 4.60 0.2 4.80
-70.0 5.26 0.2 5.46
-72.5 5.60 0.2 5.80
-75.0 5.96 0.2 6.16
-77.5 6.33 0.2 6.53
-80.0 6.71 0.2 6.91
-82.5 7.11 0.2 7.31
-85.0 7.52 0.2 7.72
-87.5 7.93 0.2 8.13
-90.0 8.37 0.2 8.57
26
27
28
29
30
IZQ
UIE
RD
A
31
32
33
34
35
36
m
m h m
m
m
°
Kg
Kg
Kg
Kg
l/2 l/2
Kg-m
Kg Kg-m
Kg OK
OK mKg/cm
2cap. Port.del terreno
Kg/m2
Kg/cm2
ok
cm2
Kg cm
pulgKg/cm
2
pulg
Tracción Máxima en el Fiador
Factor de seguridad
Resistencia a la Tracción del Fierro Liso
m
3.00
Alto (h) 3
DISEÑO DE LA CAMARA DE ANCLAJE
Vmáx
Hmáx α 10
Geometría de la Cámara de anclaje (Predimensionamiento)
Largo (l) 5.2
Ancho (a) 5.2
T máx 79167.2
H máx 77965.1
V máx 13743.6 Q
Q 186576
Estabilidad al
Deslizamiento Estabilidad al Volteo Estabilidad por Presión Sobre el Terreno
Cf = 1.0 Mr = 485098
∑Fv = 172832.4 Mv = 233895
H máx 77965.1 FSV = 2.07
FSD 2.217 e = 1.1466
σt = 1.5
σ1 = 14847.653
σ1 = 1.4847653
l
5.20
Cargas que actúan en la Cámara de anclaje
Tmáx
Diseño del Macizo de Anclaje
Datos de Diseño Calculos
Area del Macizo A = 158.334
T máx Rot. 158334Diámetro del Macizo
D = 14.1985
F.S 2 D = 5.6
f s 2000 usar Macizo de Anclaje
D = 6.00
T máx
F.S
f s
Vista en planta de la cámara de anclaje
Ma
cizo
de
an
cla
jeCable del Fiadora 5.20 m
l
5.20
Carga Vertical Sobre la torre (P)
Kg
Kg Carga Total Producida Sobre la Torre
Kg Carga Actuante en el centro de la torre
KgKg/cm
2
Kg/cm2
cm cm
cm cm
cm cm cm
cm cm cm
h
m m
m m
m h
m
m
m
m h
m
m
m
m
b b
m
m
m m
m
m
m
m
m
m
DISEÑO ESTRUCTURA APORTICADA (DISEÑO DE LA TORRE)
V máx 13743.636
P 27487.273
P 27487.273
Predimensionamiento del Pórtico
Predimensionamiento de Columnas del pórtico
208 cm2 b
P1 27487.2726Ag
usar Sección
Mínima
usar
f' c 210
f y 4200cm
2 b
Ag
calculada
dimensiones de las
columnas
40
2% cuantia t 40 t 40
401600
Predimensionamiento de las Vigas de Arriostre RESUMEN GENERAL
dimensiones de las
VigasLas vigas cumplirán estrictamente
la funcion de arriostramiento a las
columnas
dimensiones de las
Vigas
pre
dim
ensi
on
am
ien
to dimensiones de las
columnas
b 40 b 40 b 40
h 40 h 40 t 40
DIMENSIONES DEL PORTICO (GEOMETRIA DEL PORTICO)
dimensiones de las
Vigas
Area dimensiones de las
columnas
Area
m2
m2
b 0.400.16
b
h 0.40 t 0.40
0.8640
0.400.16
segundo nivel
volumen
h2
niv
el
ce
ro
columnas 2
h = 0.40 volumen
ho = 2.30
h1 H Tvigas 1
m3
primer nivellongitud total 2.7
h = 0.40
L = 1.20.192 m
3
luz libre (L) 1.2
pri
mer
niv
el
columnas 2
h1 = 2.500.928 m
3
longitud total 2.9
h =
hoh = 0.40 volumen
nivel cero
vigas 1 L
0.40 volumen
ALTURA TOTAL DEL PORTICO (H T )
luz libre (L) 1.2 H T = 8.5
L = 1.20.192 m
3
seg
un
do
niv
el
columnas 2
h = 0.40 volumen
h2 = 2.500.928 m
3
longitud total 2.9
vigas 1
h = 0.40 volumen
L = 1.20.192 m
3
luz libre (L) 1.2
Tn/m3
peso especifico del concreto
F2 Fv
F1
Fo
Coeficiente para tubos con superficies lisos
Kg/m2
Presión dinámica del viento Kg
pulg Diámetro de la Tuberia (d) Tn
m Longitud Total del Puente(L)
Coeficiente para torres
Kg/m2
Presión dinámica del viento Kg/m
m Peralte de la viga de arriostre en la torre Tn/m
Kg/m
Tn/m
Kg
Tn
Kg
Tn
PESO TOTAL DEL PORTICO (P2)
γcºcº = 2.4
nivel cero primer nivel Segundo nivel
columnas columnas columnas
volumen volumen volumen
0.928 m3
vigas vigas vigas
0.864 m3 0.928 m
3
volumen volumen volumen
0.192 m3 0.192 m
3 0.192 m3
Peso del nivel cero Peso del primer nivelPeso del Segundo
nivel
2.5344 Tn 2.688 Tn 2.688 Tn
Peso Total del Pórtico (P2)
P2 7.91 Tn
CARGAS QUE ACTUAN SOBRE EL PORTICO
Fv
Carga de viento proveniente del sistema
aéreo, trasmitida como una fuerza
cortante que actúa en la cúspide de la
torre.
P1
W2
Fv
Fo
F1
F2
Fuerzas de sismo distribuido en cada
nivel del pórtico
W
v1
W2
W1
carga distribuida en cada nivel del
pórtico; por ejemplo: W1 representa el
peso del primer nivel expresado por
metro lineal; W2 representa el peso del
segundo nivel expresado en metro lineal.
W1 W
v2
Wo
Wv1
Wv2
Carga distribuida que el viento ejerce
sobre la torre
P1Es la carga ejercida por el cable principal
y el fiador
P2Es la carga debido al peso propio del
pórtico
Esquema general en el que se muestra todas las fuerzas que actúan
sobre el pórtico
CALCULO DE LAS CARGAS QUE ACTUAN SOBRE EL PORTICO
Datos para el cálculo de Fvresultados de Cálculo
Cn = 0.55
q = 15Fv
456.4753
d = 12.0 0.4565
L = 181.5
Datos para el cálculo de Wv1resultados de Cálculo
Cn = 2.8
q = 25Wv1
28
d = 0.40 0.0280
Wv214.000
0.014
Resultados de Calculo de P1 P127487.27
27.48727
Resultados de Calculo de P2 P27910.4
7.9104
Factor de ductilidad Kg
Factor de zona Tn
Factor de uso e importancia Kg
Factor de suelo Tn
Coeficiente Sísmico
Cálculo del Coeficiente Sísmico (C)
Número de pisos (Arriostre) seg
m
b = m f = 0.85 ; si : h/b >6
f = 1.00 ; si : h/b <3
Kg
Tn
Kg
Tn
Kg
Tn
Tn
Tn Tn/m
Tn Tn/m
m Tn/m
P'2 =P1+Peso segundo nivel P'1 = Peso del primer nivel
CALCULO DE LA FUERZA SISMICA QUE ACTUAN SOBRE EL PORTICO (F1, F2)
Datos para el cálculo de las cargas producidas por sismo resultados de Cálculo
Rd = 4Carga total sobre el pórtico(P)
62884.95
Z = 0.4 62.88495
U = 1.5la cortante Basal (H)
4527.716
S = 1.2 4.527716
C = 0.4
datos calculos
N = 2 T = 0.24
CALCULO FUERZAS SISMICAS EN CADA NIVEL DEL PORTICO
h = 8.5
Ts = 0.6Periodo predominante del suelo, está en
función al tipo de sueloC =
h/b = 4.25
nivel
0.6
hi(m) Pihi f
2
2.7 7.2576
Fi(Tn)
2 2.688 5.6 15.0528 0.85 2.597
Pi(Tn)
1 1.473
0 2.5344 2.5 6.336 1 1.286
1 2.688
suma 22.3104
Resultados de Calculo de F0 F01285.84
1.28584
Resultados de Calculo de F1 F11472.871
1.472871
Resultados de Calculo de F2 F22596.618
2.596618
CALCULO DE W1 Y W2
Peso total actuante en el segundo nivel 2 30.1753 Calculos
Peso total actuante en el primer nivel 1 2.688 W2 18.8595
Peso total actuante en el primer nivel 0 2.5344 W1 1.68
Luz libre de Viga entre ejes de columnas (L') 1.6 Wo 1.584
Resultados de Calculo de W2 W2 18.85955 Tn/m
Resultados de Calculo de W1 W1 1.68 Tn/m
Resultados de Calculo de W2 Wo 1.584 Tn/m
RESUMEN DE CALCULO DE LAS CARGAS QUE ACTUAN SOBRE EL PORTICO
Fv 456.48 Kg P1 27487.3 Kg F1 1472.87 Kg
Wv1 28.00 Kg/m P2 7910.4 Kg F2 2596.62 Kg
Wv2 14.00 Kg/m Fo 1285.84 Kg Wo 1584 Kg/m
1680 Kg/mW2 18859.5 Kg/m W1