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TRANSMILENIO CARRERA 7SC S.A.S.

DISEÑO DE ELEMENTOS

MEMORIAS DE DISEÑO ESTRUCTURAL TUNEL CALLE41- UNIVERSIDAD JAVERIANA

TRANSMILENIO CARRERA -1SC S.A.S.

DISEÑOA FLEXION DE: LOSA DE FONDO (e= 30cm)

MOMENTO TRANSVERSAL POSITIVO (M22) - REF. INFERIOR

Momento Ultimo = 5.00 ton x m

As= 7.00 cm2

Refuerzo: 1# 5 c '20cm

MOMENTO TRANSVERSAL NEGATIVO (M22) - REF. SUPERIOR

Momento Ultimo = -4.00 ton x m

As= 7.00 cm2

Refuerzo : 1# 5 c , 20cm

MOMENTO LONGITUDINAL POSITIVO (M11) - REF. INFERIOR

Momento Ultimo = 2.00 ton x m

As= 5.00 cm2

Refuerzo: 1# 4 c , 20cm

MOMENTO LONGITUDINAL NEGATIVO (M11) - REF. SUPERIOR

Momento Ultimo = -1.20 ton x m

Asmin = 5.00 cm2

Refuerzo: 1# 4 c , 20cm

MEMORIAS DE DISEÑO ESTRUCTURALTUNEL CALLE 41- UNIVERSIDAD JAVERlANA


DISEÑOA CORTANTE DE: LOSA DE FONDO

b= 100 cmd= 25 cm

fe = 210 kg/cm2

Cortante último.

Vu= 5.00 ton

Vu = Vu / (b x d)

Vu= 2.00 kg/cm2

Ve = 0.53 x ...Jfe

Cl>ve= 6.53 kg/cm2

NO REQUIERE REFUREZO A CORTANTE

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DISEÑOA FLEXION DE: MUROS PANTALLA (e= 30cm)

MOMENTO LONGITUDINAL POSITIVO (M11) - REF. INTERIOR

Momento Ultimo =

As=

1.70 ton x m

5.00 cm2

Refuerzo: 1# 4 e /20cm

MOMENTO LONGITUDINAL NEGATIVO (M11) - REF. EXTERIOR

Momento Ultimo =

As=

-1.50 ton x m

5.00 cm2

Refuerzo: 1# 4 e / 20cm

MOMENTO VERTICAL POSITIVO (M22) - REF. INTERIOR

Momento Ultimo =

As=

5.70 ton x m

7.00 cm2


MOMENTO VERTICAL NEGATIVO (M22) - REF. EXTERIOR

Momento Ultimo =

As=

-4.00 ton x m

7.00 cm2


MEMORIAS DE DISEÑO ESTRUCTURALTUNEL CALLE 41- UNIVERSIDAD JAVERlANA


DISEÑOA CORTANTE DE: MUROS PANTALLA

b= 100 cm

d= 25 cmfe = 210 kg/cm2

Cortante último.

Vu= 12.0 ton

vo = Vu / (b x d)

Vu= 4.80 kg/cm2

Ve = 0.53 x "fe

<PVe= 6.53 kg/cm2


MEMORIAS DE DISEÑO ESTRUC1URAL ruNEL CALLE41- UNIVERSIDAD lAVERIANA


ELEMENTOS (e=30cm)TABLAS DE DISEÑO, MÉTODO DE LA RESISTENCIA ÚLTIMA

FLEXIONMATERIALES SECCION

Concreto f'c= 210 (Kg/cm2) b (cm)= 100

Acero fy= 4200 (Kg/cm2) h (cm)= 30

recubrimiento(cm )= 5h util (d cm)= 25

pmín= 0.0028p balanceado- 0.0214p máx diseño= 0.0161

p K As Mom resistente Ultimo

(t/crn") (crn") (t-m)0.0006 0.0023 1.50 1.410.0008 0.0030 2.00 1.870.0010 0.0037 2.50 2.330.0012 0.0045 3.00 2.790.0014 0.0052 3.50 3.250.0016 0.0059 4.00 3.710.0018 0.0067 4.50 4.160.0020 0.0074 5.00 4.610.0022 0.0081 5.50 5.060.0024 0.0088 6.00 5.510.0026 0.0095 6.50 5.950.0028 0.0102 7.00 6.400.0030 0.0109 7.50 6.840.0035 0.0127 8.75 7.930.0040 0.0144 10.00 9.000.0045 0.0161 11.25 10.070.0050 0.0178 12.50 11.120.0055 0.0194 13.75 12.150.0060 0.0211 15.00 13.170.0065 0.0227 16.25 14.180.0070 0.0243 17.50 15.170.0075 0.0258 18.75 16.150.0080 0.0274 20.00 17.120.0085 0.0289 21.25 18.070.0090 0.0304 22.50 19.000.0095 0.0319 23.75 19.930.0100 0.0333 25.00 20.840.0105 0.0348 26.25 21.730.0110 0.0362 27.50 22.610.0115 0.0376 28.75 23.480.0120 0.0389 30.00 24.340.0125 0.0403 31.25 25.180.0130 0.0416 32.50 26.000.0135 0.0429 33.75 26.810.0140 0.0442 35.00 27.610.0145 0.0454 36.25 28.400.0150 0.0467 37.50 29.170.0155 0.0479 38.75 29.92

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DISEÑOA FLEXION DE: LOSA RAMPA (e= 20cm)

MOMENTO TRANSVERSAL POSITIVO (M22) - REF. INFERIOR

Momento Ultimo =

As=

1.00 ton x m

4.20 cm2


MOMENTO TRANSVERSAL NEGATIVO (M22) - REF. SUPERIOR

Momento Ultimo =

As=

-2.00 ton x m

4.20 cm2

Refuerzo: 1# 4 c/20cm

MOMENTO LONGITUDINAL POSITIVO (M11) - REF.INFERIOR

Momento Ultimo =

As=

0.50 ton x m

4.20 cm2


MOMENTO LONGITUDINAL NEGATIVO (M11) - REF. SUPERIOR

Momento Ultimo =

Asmin =

-0.30 ton x m

4.20 cm2


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DISEÑO A CORTANTE DE: LOSA RAMPA

b= 100 cm

d= 15 cmfe = 210 kg/cm2

Cortante último.

Vu= 3.00 ton

Vu = Vu / (b x d)

Vu= 2.00 kg/em2

Ve = 0.53 x ...Jfe

4>ve= 6.53 kg/cm2


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ELEMENTOS (e=20cm)TABLAS DE DISEÑO, MÉTODO DE LA RESISTENCIA ÚLTIMA

FLEXIONMATERIALES SECCION

Concreto f'c= 210 (Kg/cm2) b (cm)= 100

Acero fy= 4200 (Kg/cm¿) h (cm)= 20recubrimiento(cm)= 5h util (d cm)= 15

p mín= 0.0028p balanceado= 0.0214p máx diseño- 0.0161

p K As Mom resistente UHimo

(tlcm2) (cm2

) (t-m)0.0006 0.0023 0.90 0.510.0008 0.0030 1.20 0.670.0010 0.0037 1.50 0.840.0012 0.0045 1.80 1.010.0014 0.0052 2.10 1.170.0016 0.0059 2.40 1.340.0018 0.0067 2.70 1.500.0020 0.0074 3.00 1.660.0022 0.0081 3.30 1.820.0024 0.0088 3.60 1.980.0026 0.0095 3.90 2.140.0028 0.0102 4.20 2.300.0030 0.0109 4.50 2.460.0035 0.0127 5.25 2.850.0040 0.0144 6.00 3.240.0045 0.0161 6.75 3.620.0050 0.0178 7.50 4.000.0055 0.0194 8.25 4.370.0060 0.0211 9.00 4.740.0065 0.0227 9.75 5.100.0070 0.0243 10.50 5.460.0075 0.0258 11.25 5.810.0080 0.0274 12.00 6.160.0085 0.0289 12.75 6.500.0090 0.0304 13.50 6.840.0095 0.0319 14.25 7.170.0100 0.0333 15.00 7.500.0105 0.0348 15.75 7.820.0110 0.0362 16.50 8.140.0115 0.0376 17.25 8.450.0120 0.0389 18.00 8.760.0125 0.0403 18.75 9.060.0130 0.0416 19.50 9.360.0135 0.0429 20.25 9.650.0140 0.0442 21.00 9.940.0145 0.0454 21.75 10.220.0150 0.0467 22.50 10.500.0155 0.0479 23.25 10.77

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ANÁLISIS Y DISEÑOESTRUCTURA DE CUBIERTA

RAMPA CENTRAL

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SISTEMA ESTRUCTURAL

En el presente capítulo se presentan los cálculos estructurales de la cubierta de la rampacentral de acceso a la estación de Transmilenio.

Se proyectan una cubierta metálica conformada por cimentación elementos metálicostubulares y perfiles armados que se unen entre si mediante soldadura. La transferencia decargas se efectúa mediante perfiles estructurales que están fijados a los muros de la estructurade concreto tipo "U" mediante platinas base sujetas mediante pernos embebidos en dichosmuros.

Los pórticos de la cubierta están conformados por columnas tipo perfil tubular de lOcm x10cm las cuales servirán de apoyo a un perfil armado tipo canal de 25cm x 15cm, estas canalesestán colocadas cada 2.25m y servirán de apoyo para las láminas de policarbonato alveolarproyectadas. Uniendo longitudinalmente las columnas se plantean perfiles armados tipo canalde 45cm de altura sobre los cuales se apoyan las canales de 25cm x 15cm antes descritas. (Veresquemas).

Sección Transversal Cubierta Rampa Central

Las columnas igualmente servirán de apoyo para la fijación de los elementos queconformaran la fachada planteada en vidrio templado.

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_1

:

I..

---lo

.•••• ¡.; ..

Sección Longitudinal Cubierta Rampa Central

MATERIALES

Los diseños se efectuaron utilizado los siguientes materiales:

Acero Estructural - ASTM A500, Grado eFy = 3515 kg/cm' : Perfiles Tubulares.

ASTMA36Fy = 2530 kg/cm'

ASTM A572, Grado 50Fy = 3515 kg/cm"

: Laminas.

: Ángulos.

Acero de RefuerzoFy = 4200 kg/cm" : Anclajes.

Soldadura E70XX

METODO DE DISEÑO

La estructura se analizó y diseñó utilizando el programa SAP2000 versión 9.0.9; todos loselementos viga y columna se simularon como elementos tipo "Frame".

Mediante este modelo se realiza el análisis de cada combinación de cargaindependientemente.

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Los esfuerzos debidos a cargas verticales y horizontales (sismo y viento), se combinan deacuerdo a los factores de carga indicadas en la norma para obtener las combinaciones para eldiseño de los elementos metálicos bajo la METODOLOGÍA LRFD.

CÓDIGOS Y ESPECIFICACIONES

Para el presente estudio de la ampliación se han tenido en cuenta todas las especificacionesy pautas de diseño del las Normas Colombianas de Diseño y Construcción SismoResistente NSR-98 y donde hubiera lugar las normas AWS.

COMBINACIONES DE DISEÑO.

CargaCombinación Muerta Granizo Viento Sismo X Sismo Y

1 1.42 1.2 0.53 1.2 1.6 0.84 1.2 0.5 1.6

1.2 1.0 1.00/0.30 0.30/1.00

6 - 13 1.2 1.0 1.00/0.30 -0.30/-1.001.2 1.0 -1.00/-0.30 -0.30/-1.001.2 1.0 -1.00/-0.30 0.30/1.00

14 0.9 1.60.9 1.00/0.30 0.30/1.00

15 - 22 0.9 1.00/0.30 -0.30/-1.000.9 -1.00/-0.30 -0.30/-1.000.9 -1.00/-0.30 0.30/1.00

A las anteriores combinaciones se les suma el efecto los cambios de temperatura.

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EVALUACION DE CARGAS

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CARGAS

Peso Propio.

El peso propio de los elementaos es tomado directamente por el programa de análisis, con unadensidad del acero de 7850 Kglm3

. Al activar la opción de peso propio, se le ingresa un factorque tiene en cuenta las conexiones, platinas, tomillería, etc, los cuales no se pueden modelar.

Factor de elementos no modelados en Carga Muerta = 1.10.

Sobrecarga Muerta Sistema de Cubierta •

Laminas de Policarbonato = 0.003 ton/m'

La cual se ingresará al programa como una carga distribuida en las vigas de cubierta.

SCM = 0.003 ton/m' * 2.25m = 0.007 ton/m

Carga de Granizo.

Carga de Granizo en Cubierta = 50kg/m2

La cual se ingresará al programa como una carga distribuida en las vigas de cubierta.

Granizo = 0.05 ton/nr' * 2.25m = 0.113 ton/m

Carga de Viento.

Carga de Viento Considerada en Cubierta = 40kg/m2

(Ver análisis anexo)

La cual se ingresará al programa como una carga distribuida en las correas de cubierta.

Viento = 0.04 ton/m' * 2.25m = 0.090 ton/m

Temperatura.

Para la carga por temperatura se consideró un gradiente térmico de 20 "C.

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, ,ANALISIS SISMICO

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ANÁLISIS síSMICO

Los siguientes aspectos son importantes en el análisis sísmico.

~ La estructura se analizó mediante análisis modal.

~ Las fuerzas determinadas por este método hasta el nivel de cubierta fueron utilizadasen las combinaciones de carga exigidas por la Norma Sismo Resistente ColombianaNSR-98.

~ La ubicación de la edificación es en la zona 2 de acuerdo al estudio de suelos.

Según el estudio de Microzonificación sísmica para la ciudad de Bogotá tenemos:

Zona de amenaza sísmica 2

Aceleración pico efectiva (Am) = 0.25

Coeficiente de importancia (I) l.2

R 2.0=

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Tabla de coeficientes espectrales de diseño. Microzonificación Sísmica de Bogotá, D.C.zona 1 zona 2 zona 3 zona 4 zona 5

to 0.20 0.20 0.50 0.50 0.50tc 1.00 1.20 3.00 3.00 3.00ti 5.00 6.00 5.71 5.71 5.71am 0.24 0.30 0.25 0.16 0.20an 0.30 0.40 0.30 0.20 0.30fa 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00fv 2.00 2.25 32.48 31.18 25.98

Espectros de diseño definidos para un coeficiente de amortiguamiento13 respecto al crítico de 5%primera zonasegunda zona1=

22

1.2Espectro Zona 1 Espectro Zona 2

T (seg) Sa (g) T (seg) Sa (g)0.00 0.300 0.00 0.3000.20 0.900 0.20 0.9001.20 0.900 1.20 0.9001.40 0.771 1.40 0.7711.60 0.675 1.60 0.6751.80 0.600 1.80 0.6002.00 0.540 2.00 0.5402.20 0.491 2.20 0.4912.40 0.450 2.40 0.4502.60 0.415 2.60 0.4152.80 0.386 2.80 0.3863.00 0.360 3.00 0.3603.20 0.338 3.20 0.3383.40 0.318 3.40 0.3183.60 0.300 3.60 0.3003.80 0.284 3.80 0.2844.00 0.270 4.00 0.2704.20 0.257 4.20 0.2574.40 0.245 4.40 0.2454.60 0.235 4.60 0.2354.80 0.225 4.80 0.2255.00 0.216 5.00 0.2165.20 0.208 5.20 0.2085.40 0.200 5.40 0.2005.60 0.193 5.60 0.1935.80 0.186 5.80 0.1866.00 0.180 6.00 0.1807.00 0.150 7.00 0.150

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Espectros de Diseño para coeficiente de amortiguamiento prespecto al critico del 5%

ZONA 2

0.200

0.100

0.000

0.00 100 2.00 3.00 4.00

Período Estructural, T (5e9)

5.00 6.00 7.00 8.00

EspectroI

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PROP ¡EDADES GEOMÉTRICASDE LOS ELEMENTOS

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COLUMNAS.

I~G[élTi-m

Section Name IProperties Property Modifiers Material

Section Properties... ! Set Modifiers...(

~I

Dimensions

Outside depth (t3) I~

p

Outside width (t2) I

~

Flange thickness (tf) ! ,.,..•

Web thickness (tw J I

I I

IDisplay Color

I IL·.·.C.ª.ij.~.~.r...j I

Section Name IpT10~10~6

Properties

Cross-section (axial) area 2.256E-03 Section modulus about 3 axis 6.672E-05

Torsional constan! 4.984E-06 Section modulus abou! 2 axis 6.672E-05

Momen! of Iner!ia about 3 axis I3.336E-06 Plastic modulus about 3 axis 7.963E-05

Momen! of Iner!ia about 2 axis 3.336E-06 Plestic modulus ebout 2 axis 7.963E-05

Shear area in 2 direction 1200E-03 Radius of Gyra!ion about 3 axis 0.0385

Shear area in 3 direction 1.200E-03 Radius of Gyration about 2 axis 0.0385

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VIGAS SUPERIORES TRANSVERSALES.

Section Name

Properties

Section Properties ...

Dimensions

Outside depth (t3)

outside flange width (t2)

Flange thickness (tf 1

Web thickness (tw)

n~f-I--L 1-'-+-1 t -¡...¡...:.f--:::

I

Property M odifiers

Set Modifiers ..jMaterial

II

Display Color

II

Seclion Name

Properties

Cross-secdon (axial) area

Torsional constan!

Moment of Inertia about 3 axis

Moment of Inertia about 2 exis

Shear are a in 2 direction

Shear are a in 3 direction

jCANAL25

1.768E·03

9.268E·09

1.683E·05

1.677E·06

1.000E·03

1 8.000E·04

Section modulus about 3 axis

Section modulus about 2 axis

Plastic modulus about 3 axis

Plastic modulus about 2 axis

Radius of Gyration about 3 axis

Radius of Gyration about 2 axis

1.346E·04

2.199E·05

I 1.570E·04

j3.881f-05I 0.0976

I 0.0308

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VIGAS SUPERIORES LONGITUDINALES

= ]

Section Name

Properties

Section Properlies ...

Property Modifiers

Set Modifiers ... IMaterial

Dimensions

I 21irI ...•

."

I ~I

Outside depth (t3)

Outside flange width [t2)

Flange thickness [tf)

Web thickness [tw)

Display Color

Section Name ¡CANAL40

Properties

Cross-section [axial) area 2.768E-03 Section modulus about 3 axis 3.356E-04

Torsional constant 1.460E-08 Section modufus about 2 axis 5.049E-05

Moment of Inertia about 3 axis 6.713E-05 Plastic modulus about 3 axis 3.913E-04

Moment of Inertia about 2 axis 5.875E·06 Plastic modulus about 2 axis 8.835E·05

Shear area in 2 direction 1.600E-03 Aadius of Gyration about 3 axis 0.1557

Shear area in 3 direction 1.200E-03 Radius of Gyration about 2 axis 10.0461

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