DISEÑO ESTRUCTURAL DE VIGAS, LOSA Y VEREDAS

ACHCACHC" GOBIERNO REGIONAL DE AYACUCHO"

OBRA

"CONST. PUENTE CARACHA" L=25.5mPropietario : GOBIERNO REGIONAL DE AYACUCHOProyecto : "Cont. y Mej. de Trocha Carrozable Pumasapo-Manzanayocc-Urabamba-San Andres-Espinochayocc-Taccra" Obra : "CONSTRUCCION PUENTE CARROZABLE CARACHA" Luz = 25.5mDistrito : SANCOSProvincia : HUANCASANCOSRegion : AYACUHOFecha : Jun-2010Diseo : SUPERESTRUCTURA ( Viga - Losa ) L=25.5m

1.0 CONSIDERACIONES GENERALES:

De acuerdo al estudio hidrolgico e hidrulico se pudo determinar una longitud de 25.5m de luz efectivapor lo que se opto disear el puente de un solo tramo de 25 5m de luz efectiva de una vapor lo que se opto disear el puente de un solo tramo de 25.5m de luz efectiva de una va, el cual es motivo del presente diseo. Se considera la sobrecarga HL-93 del reglamento AASHTO

Base de viga b= 0.50 mEspaciamiento de entre cara de vigas S'= 1.50 m

Luz puente L= 25.50 m

2.0 PREDIMENSIONAMIENTO.

Espesor de losa (t)

t= 0.15 m Asumiremos t= 0.20 m

Peralte de la Viga (h)

10.030

' += St

h= 1.79 Asumiremos h= 1.90 m

Ancho de la viga Aprox:

b= 0.72 Asumiremos b= 0.50 m

Espaciamiento de diafragma

L'= 10 m Asumiremos L'= 5.00 m

# de Diafragmas L/5 +1

# de Diafrag.#.D. 6 unid.

SLb = 02.0

Lh = 07.0

bL = 20'

MIPAR 1 de 18


OBRA


Consideraciones de Diseo y datos

0.8 0.80.05 0.05

0.900.30

0.150.05 0.200 20

3.605.30

0.20

0.50 0.55 00.35 h = 1.90

1.70 1.50

0.20

0.50 0.90 0.90 0.500.50 0.5

1.650 S= 2.0 1.650

Luz de puente L = 25.50 mPeralte de viga h = 1.90 m

Distancia de entre eje de vigas S = 2.00 mDistancia de entre cara de vigas S' = 1.50 m

5.30

1.50

4.30

MIPAR 2 de 18


OBRA


Base de viga b = 0.50 mVolado de losa lv = 0.900 m

Altura del Diafragma h'= 1.50 mEspesor de diafragma b'= 0 35 mEspesor de diafragma b 0.35 mLong Neta del Diafrag. L' = 1.50 m

Ancho de vereda bv = 0.80 mPeralte de vereda hv = 0.20 m

Numero de veredas Nv = 2 undAncho de rodadura A = 3.60 m

Esfuerzo de compresion del C f'c = 280 kg/cm2Esfuerzo de fluencia del acero fy = 4200 kg/cm2

N d i N 1 iN de vias N = 1 viasPeso de rueda Pr = 7.26 tn HL93

S/C Equivalente S/Ceq= 0.96 tn HL93Espesor de asfalto e = 0.05 m

Peso especifico concreto Pc = 2.4 tn/m3Peso especifico Asfalto Pa = 2.0 tn/m3

Numero de Vigas Nvig= 2 undaltura de solo viga hvi = 1.70 mg

recubrimiento losa y vereda r = 0.03 mrecubrimiento viga R = 0.20 m

Modulo de elasticidad del acero Es = kg/cm2Modulo de elasticidad del C = Ec = 15000* f'c = 250,998 kg/cm2

3.0 DISEO DE LA LOSA INTERNA.

Carga Viva.Consideraciones de "B"

Losa simplemente apoyados 1(M - ) losas Continuas 1(M + ) losas Continuas 1

2,100,000

MIPAR 3 de 18


OBRA


( + ) ML= 1.57 tn-m

( - ) ML= 1.57 tn-m

Carga de Impacto.

I = 33%

( + ) MI = 0.519 tn-m

( ) MI 0 519 t( - ) MI = 0.519 tn-mCarga Muerta.

Peso propio de la losa = ( t * 1 ) * Pc = 0.48 tn/mPeso propio del Asfalto = ( e * 1 ) * Pa = 0.10 tn/m

0.58 tn/m

MD= 0.13 tn-m

Resumen de Momentos:

MD ML MI Mserv Mu( + ) 0.13 1.57 0.52 2.22 3.79( - ) 0.13 1.57 0.52 2.22 3.79

Verificacin por carga de servicio ( tanto para Momentos positivos y Negativos)

MIPAR 4 de 18


OBRA


fc= 112fs= 1680n = 8.4r = 15r 15k = 0.35806j = 0.88065b = 100

( + ) dserv 11.22 cm< a t = 0.20 m OK

( - ) dserv 11.22 cm

3.1 Diseno de las armadurasd= 17.0 cm Recubrim. (3cm)

Acero Principal( + ) As = 6.09 cm2 5/8" @ 0.32 m

( - ) As = 6.09 cm2 1/2" @ 0.21 m

Acero de Reparticin

Asr = 121 / S' Asr = 98.80 >al 67%

( + ) Asr = 4.08 1/2" @ 0.31 m

( - ) Asr = 4.08 1/2" @ 0.31 m

Acero Minimo

Asmin = 0.0018 * b * t

Asmin = 3.6 cm2 1/2" @ 0.35 m

MIPAR 5 de 18


OBRA


4 0 DISEO DE LA LOSA EXTERNA4.0 DISEO DE LA LOSA EXTERNA.

Carga Muerta ( Se analiza como un Volado)

C l l d l M t M tCalculo del Momento Muerto

Carga Brazo MD

Losa 0.43 0.45 0.19

Asfalto 0.055 0.28 0.02

Vereda - 1 0.012 0.58 0.01

Vereda - 2 0.144 0.75 0.11

Vereda - 3 0.18 1.15 0.21

Vereda - 4 0.03 1.07 0.03

Baranda 0.15 1.35 0.20

MD = 0.77 tn-m

MIPAR 6 de 18


OBRA


Carga Viva

0.30 X

Pr= 7.26

0.55

Momento por carga Viva. X= 0.25ML = 1.35 tn-m

E = 1.343

Carga de impactolv= 0.9 m

MIPAR 7 de 18


OBRA


I = 33% %

MI = 0.45 tn-m

El Momento de servicio es

Es la suma de MD +ML+MIMsr= 2.56 tn-m

El momento Ultimo esAplicando mayoracin. Mu = 3.91 tn-m

V ifi i d i iVerificacion por carga de servicio

fc= 112fs= 1680n = 8.37 r = 15k = 0.35806j = 0.88065jb = 100

dservicio = 12.05 cm < de t=0.20 OK

4.1 Calculo de Acerosd= 17.0 Recubrimiento 3cm

Acero PrincipalAs = 6.29 cm2 1/2" @ 0.20 m

Acero de ReparticionAsr= 127.55 % > al 67%

Asr= 4.22 cm2 1/2" @ 0.30 m

MIPAR 8 de 18


OBRA


Acero Minimo

Asmin = 0 0018 * b * tAsmin 0.0018 b t

Asmin = 3.6 cm2 1/2" @ 0.35 m

5.0 DISEO DE VIGAS PRINCIPALES.

* Carga Muerta por peso propio (Mpp)

pp de la losa 2.064 tn/mlpp de la viga 4.080 tn/mlpp de vereda 0.732 tn/ml

WD= 6.876 tn/ml

Carga puntual del diafragma

D = 1.890 tn

12.75

1.89 1.89 1.89 1.89 1.89

6.88 tn/m

3.19 3.196.375

MIPAR 9 de 18


OBRA


6.38 6.38 6.38 6.38

25 5025.50

Calculando en momento producido por la caraga muerta.

Mpp= 582.99 tn-m para 03 diafragmas intermedios

l t d i el momento para cada viga ser

Mpp = 291.494 tn-m

* Carga Muerta (Mcm)

pp del Asfalto 0.360 tn/mlpppp de la baranda 0.300 tn/ml

WD= 0.660 tn/ml

Calculando en momento producido por la caraga muerta.

Mcm= 53.65 tn-m

el momento para cada viga ser

Mcm = 26.823 tn-m

* Carga viva (ML)

MIPAR 10 de 18


OBRA


Momento por carga viva (CAMION H20-S16) :

ML = 170.684 sin factor de concentracin

Momento por carga viva (CAMION TANDEM) :

ML = 136.080 sin factor de concentracin

11 2 t 11 2 t11.2 tn 11.2 tn12.15 1.2 12.15

6.08 6.086.38

12.75 12.75

CARGA VIVA ELEGIDA HL93 Tandem

Escogemos mayor de los momentos de HL93 tandemML (carril) = T-mML (x viga) = T-m

* Carga por Impacto (Mi)

170.68 85.34

MIPAR 11 de 18


OBRA


I = 33%

Mi= 28 16 tn-mMi 28.16 tn m

* Carga Equivalente (Meq)

0.96 T/m

6.38

M L (equiv) = T-mML=ML(eq)/Nvig T-m

78.03 39.02

FACTOR DE CONCENTRACION (Viga externa)

Calculando el factor de concentracin F.C para vigas externas.

Rmax = 1.30 Pr

Momento de carga viva (M v+i )

ML = 85.34 T-m

MIPAR 12 de 18


OBRA


Mi = 28.16 T-mMeq = 39.02 T-mF.C. = 1.30

M (v+i) = F.C. ( ML + Mi + Meq )(Mv + Mi) = M (v+i) = 198.28 T-m

Cuadro de resumen de momentos (Mser y Mu)

Mu = n ( 1.25 Mpp + 1.5 Mcm + 1.75 (Mv+Mi) )

Descripcion Mpp Mcm M(v+i) Mser Muviga exterior 291.49 26.82 198.28 516.59 751.58 tn-m

Determinaremos el ancho B el menor de las siguientes Expresiones.

B< L/4 B = 6.375 mB


OBRA


V. Exterior dservicio = 120.9 cm < de h = 1.70 m OK

Calculo de aceros por roturad = 170.00 cm

V. Exterior Ase= 124.30 cm2 24.5 Usar 25 de 1"

Asmin=.7*(Fc)^1/2/Fy Asmin = 94.82 cm2 18.7 Usar 19 de 1"

6.0 DISEO DE LA VEREDA :

0.05

Baranda.0.40 tn/m2

0 15 1 0 200.15 1 0.200.40 0.05 2

Momento por peso propio

0.50

0.202

MIPAR 14 de 18


OBRA


Carga Brazo MDVereda - 1 0.18 0.25 0.05Vereda - 2 0 03 0 17 0 01Vereda 2 0.03 0.17 0.01Baranda 0.15 0.45 0.07

MD = 0.12 tn-m

Momento por sobrecarga

ML = 0.05 tn-m

Momento por impacto

Es necesario considerar el impacto en la vereda por razones de seguridad yaque habr mayor aglomeracin de transeuntes y ocasionaran mayores fuerzasimprevistas debido al salto y por lo tanto se considerar un coeficiente de 0,10%para la sobrecarga

MI = 0.005 tn-m

6.1 Acxero de refuerzo

Refuerzo Principal

Mu = 1.50*MD + 1.80 * (ML + MI) = 0.28 tn - m.

Considerar : d = 12.0 cm. Extremo de voladod = 17.0 cm. Inicio de volado

Calculo del acero de refuerzo : As = (0.85-((0.7225-((1.70*Mu*10^5)/(0.90*f'c*d^2*b)))^1/2))*((f'c/fy)*b

MIPAR 15 de 18


OBRA


As = 0.73 cm2 3/8" @ 0.97 m

Refuerzo Mnimo

As min=0.80*( F'c^1/2 )/ fy *b*d = 5.418 cm2 > As BIN!As min = ( 14/fy ) *b*d = 5.707 cm2 > As BIN!Se emplearn As min = 1/2" @ 0.22 cm.

Refuerzo por Temperatura

2Ast = 0.0018 * b * t = 3.60 cm2

==> Se emplearn Ast = 3/8" @ 0.20 cm. BIN!

RESUMEN DEL ACERO DE VEREDA:Refuerzo Principal .==> 1/2" @ 0.22Refuerzo por Temperatura Transversal .==> 3/8" @ 0.2Refuerzo por Temperatura Longitudinal .==> 3/8" @ 0.2Refuerzo Transversal Interior .==> 1/2" @ 0.22

6.0 DISEO DE CORTANTE (Estribos)

Carga Muerta

1.89 1.89 1.89 1.89 1.89

MIPAR 16 de 18


OBRA


7.54 tn/m

0.50 0.251 0 0 751.0 0.75

6.38 6.375 6.38 6.38

25.50

VD = 100.81 tn (Reaccion en puente)VD ( i ) 50 40 tVD (por viga)= 50.40 tn

Carga viva.

14.52 14.52 3.63

1.0 0.83 0.67

4.27 4.27 16.96

25.50

Para la viga ExteriorVL 29.02 tn (Reaccion en puente)

MIPAR 17 de 18


OBRA


(inc F.C.) VL (por viga) = 18.86 tn

Carga por impacto:

Para la viga ExteriorI = 33%

(inc F.C.) V I (por viga) = 6.23 tn

Carga S/C equivalente

0 96 t /0.96 tn/m

1.0

25.50

V (equiv) = 12.24 T-m(inc F.C.) Veq =Veq/Nvig 7.96 T-m

Calculo de los cortantes Ultimos

Para la viga ExteriorVu = n ( 1.25 Mpp + 1.5 Mcm + 1.75 (Mv+Mi) )

V u (por viga) = 133.44 tn

MIPAR 18 de 18

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