Memoria Calculo Ponton la Curva Km. 14+619.5 al Km. 14+626.5 (Borrador)

MEMORIA DE CALCULO ESTRUCTURAL

DE VERIFICACION

CSiBridge, Sap y Safe Analysis Report

Prepared by

ING. SAUL ROLANDO PEREZ VARGAS CIP N 61586

Model Name: Ponton Curva Km. 14+619.5 al Km. 14+626.5

Project: Mejoramiento De La Red Vial Departamental Moquegua-Arequipa: Tramo Mo-108 Cruz De Flores, Distritos Torata, Omate, Coalaque,

Puquina, L.D. Pampa Isua, Moquegua; Tramo Ar-118, Distrito Polobaya, Pocsi, Mollebaya, Arequipa.

Setiembre 2014

CONTENIDO

pg. I. GENERALIDADES.- 3

1.1 Estructuracin 1.2 Normas Empleadas 1.3 Especificaciones Materiales Empleados 1.4 Caractersticas Del Terreno Y Consideraciones De Cimentacin 1.5 Configuracin Geomtrica II. ESTADOS DE CARGAS Y COMBINACIONES DE CARGAS.- 6 2.1 Estados De Cargas 2.2 Combinaciones De Cargas 2.3 Alternancias De Cargas III. ANALISIS SISMICOS.- 10

3.1 Factores Para El Anlisis 3.1.1 Fuerzas Ssmicas Verticales

3.2 Anlisis Dinmico 3.2.1 Espectro De Pseudo Aceleraciones 3.2.2 Periodos Y Masa Participante

3.3 Anlisis Ssmico Esttico 3.3.1 Peso De La Estructura (P)

Carga Muerta Carga Viva

3.4 Fuerzas Para El Diseo De Componentes Estructurales IV. CONTROL DE DEFLEXION Y CONTRAFLECHA.- 12

Deflexin Mxima V. DISEO DE COMPONENTES DE CONCRETO ARMADO Y ACERO.- 13

5.1 DISEO DE ELEMENTOS DE CA Acero De Refuerzo De Losa De Concreto Acero De Refuerzo De Estribo De Concreto Armado

Ing. Saul Rolando Perez Vargas CIP N 61586

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I. GENERALIDADES.-

La presente Memoria corresponde a la verificacin del analisis ssmico y calculo estructural del Pontn la Curva Km. 14+619.5 al Km. 14+626.5 tipo Losa Curva de Concreto del proyecto MEJORAMIENTO DE LA RED VIAL DEPARTAMENTAL MOQUEGUA-AREQUIPA: TRAMO MO-108 CRUZ DE FLORES, DISTRITOS TORATA, OMATE, COALAQUE, PUQUINA, L.D. PAMPA ISUA, MOQUEGUA; TRAMO AR-118, DISTRITO POLOBAYA, POCSI, MOLLEBAYA, AREQUIPA.

1.1 ESTRUCTURACION 1.1.1 DEL SISTEMA PROYECTADO.-

Las caractersticas del proyecto son las siguientes: - Luz libre 7.00 m. - Ancho de calzada 11.90 m. - Ancho de tablero 10.30 m. - Tramos 01 und.

El sistema estructural consta de: - (01) Losa Tablero de concreto armado H= 0.60m. - (02) Acera H= 0.20m. - (02) Barandas.

1.2 NORMAS EMPLEADAS

Se sigue las disposiciones de los Reglamentos y Normas Nacionales e Internacionales descritos a continuacin. -Reglamento Nacional de Edificaciones (Per) Normas Tcnicas de Edificacin (N.T.E.): -NTE E.020 CARGAS -NTE E.060 CONCRETO ARMADO -NTE E.030 DISEO SISMORRESISTENTE -Especificaciones AASHTO para el Diseo de Puentes por el mtodo LRFD -Manual de Diseo de Puentes de la Direccin General de Caminos y ferrocarriles del MINISTERIO DE TRANSPORTES Y COMUNICACIONES - A.C.I. 318 2008 (American Concrete Institute) - Building Code Requirements for Structural Concrete

Se entiende que todos los Reglamentos y Normas estn en vigencia y/o son de la ltima edicin.


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1.3 ESPECIFICACIONES MATERIALES EMPLEADOS 1.3.1 DEL SISTEMA PROYECTADO.-

CONCRETO: -Resistencia (fc) : 280 Kg/cm2 -Mdulo de Elasticidad (E) : 250998.01 Kg/cm2 -Mdulo de Poisson (u) : 0.20 -Peso Especfico (C) : 2400 Kg/m3 (concreto armado)

ACERO CORRUGADO (ASTM A-615): -Resistencia a la fluencia (fy) : 4,200 Kg/cm2 (G 60): E : 2100,000 Kg/cm2

RECUBRIMIENTOS MNIMOS (R):

-Losa Armada (Superior) 3.50 cm -Losa Armada (Inferior) 4.50 cm

1.4 CARACTERISTICAS DEL TERRENO Y CONSIDERACIONES DE CIMENTACION

Segn especificaciones del informe Final del CONSORCIO VIAL MOQUEGUA-AREQUIPA:

-Resistencia del suelo (T) : 36.2 Kg/cm2

-Peso Especfico Relleno (S) : 1.600 gr/cm3

1.5 CONFIGURACION GEOMETRICA


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DE LA SUPERESTRUCTURA (ISOMETRICO) PLANTA


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DE LA SUBESTRUCTURA II. ESTADOS DE CARGAS Y COMBINACIONES DE CARGAS.- 2.1 ESTADOS DE CARGAS.- De acuerdo a las Normas NTE. E.020, E060 y al

reglamento ACI 318-08, se consideran los siguientes estados de Carga en la estructura segn valores definidos en el tem 2.2, adems del Espectro definido en el tem 3.2.1:

TABLE: Load Case Definitions

Case Type DesignType AutoType RunCase CaseStatus DEAD LinStatic DEAD None Yes Not Run

MODAL LinModal OTHER None Yes Not Run ASFALTO LinStatic WEARING SURFACE None Yes Not Run

ACERA Y BARANDA LinStatic WEARING SURFACE None Yes Not Run PEATONAL LinStatic LIVE None Yes Not Run

CAMION LinMoving BRIDGE LIVE None Yes Not Run

2.2 COMBINACIONES DE CARGAS.- Definiendo primero la combinacin

EMVOLVENTE, de las combinaciones de cargas:

TABLE: Combination Definitions

ComboName ComboType AutoDesign CaseType CaseName ScaleFactor

Ser-I1 Linear Add No Linear Static DEAD 1

Ser-I1

Moving Load CAMION 1

Ser-I1

Linear Static ASFALTO 1

Ser-I1

Linear Static ACERA Y

BARANDA 1

SerIGroup1 Envelope No Response Combo

Ser-I1 1

Str-I1 Linear Add No Linear Static DEAD 1.25

Str-I1

Moving Load CAMION 1.75

Str-I1

Linear Static ASFALTO 1.5

Str-I1

Linear Static ACERA Y 1.5


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BARANDA


Str-I2


Str-I2


Str-I2


BARANDA 0.65


Str-I3


Str-I3


Str-I3


BARANDA 1.5


Str-I4


Str-I4


Str-I4


BARANDA 0.65

StrIGroup1 Envelope No Response Combo

Str-I1 1

StrIGroup1

Response Combo

Str-I2 1

StrIGroup1

Response Combo

Str-I3 1

StrIGroup1

Response Combo

Str-I4 1

UDCON1 Linear Add No Linear Static DEAD 1.4

UDCON2 Linear Add No Linear Static DEAD 1.2

UDCON2

Linear Static PEATONAL 1.6

DCON1 Linear Add Yes Linear Static DEAD 1.4

DCON2 Linear Add Yes Linear Static DEAD 1.2

DCON2

Linear Static PEATONAL 1.6

2.3 ALTERNANCIA DE CARGAS Carga Producida por el asfalto (0.11 Ton-m2)


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Carga Producida por las aceras (0.36 Ton-m2) Carga Producida por las barandas (0.10 Ton-ml) Carga Peatonal (0.36 Ton-m2)


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Carga Vehicular (HL-93M-3) III. ANALISIS SISMICOS.- 3.1 FACTORES PARA EL ANALISIS

El Anlisis Ssmico se realiza utilizando un modelo matemtico tridimensional en donde los elementos verticales estn conectados con diafragmas horizontales, los cuales se suponen infinitamente rgidos en sus planos. Adems, para cada direccin, se ha considerado una excentricidad accidental de 0.05 veces la dimensin de la estructura en la direccin perpendicular a la accin de la fuerza. Los parmetros ssmicos que estipula la Norma de Diseo Sismo resistente (NTE E.030) considerados para el Anlisis en la estructura son los siguientes:

Factor Nomenclatura Clasificacin Categrica

Tipo Valor Justificacin

Zona Z 3 0.40 Zona Ssmica 3:

Moquegua

Uso U C 1.5 Edificaciones Esenciales:

Puentes

Suelo S

Tp (s) 1

1.0 0.4

Suelos Intermedios


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3.2 ANALISIS SISMICO DINAMICO 3.2.1 ESPECTRO DE PSEUDO ACELERACIONES

Para el Anlisis Dinmico de la Estructura se utiliza un Espectro de respuesta segn la NTE - E.030.

Table 19: Function - Response Spectrum - User

Name Period Accel FuncDamp

Sec

E030 0.10 1.84 0.050000

E030 0.20 1.84

E030 0.30 1.84

E030 0.40 1.84

E030 0.50 1.47

E030 0.60 1.23

E030 0.70 1.05

E030 0.80 0.92

E030 0.90 0.82

E030 1.00 0.74

E030 1.10 0.67

E030 1.20 0.61

E030 1.30 0.57

E030 1.40 0.53

030 1.50 0.49

E030 1.60 0.46

E030 1.70 0.43

E030 1.80 0.41

E030 1.90 0.39

E030 2.00 0.37

3.3 ANALISIS SISMICO ESTATICO

Se calculara el Cortante Esttico con los valores de los parmetros definidos anteriormente, adems de definir el Peso de la Estructura y el Factor de Ampliacin Dinmica (C).

3.3.1 PESO DE LA ESTRUCTURA (P)

CARGA MUERTA: El valor de las Cargas Muertas empleadas comprende el

peso propio de los elementos estructurales (losas tablero, vigas principales, vigas diafragma, vigas arco, columnas, aceras, etc.) segn caractersticas descritas en el tem 2.3

CARGA VIVA: El valor de Carga Viva empleada comprende el peso del asfalto, carga peatonal en los laterales del tablero, barandas laterales y carga de camin de diseo est definida en el tem 2.3).


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3.4 FUERZAS PARA EL DISEO DE COMPONENTES ESTRUCTURALES

FUERZAS AXIALES.

FUERZAS CORTANTES VERTICALES

FUERZAS CORTANTES HORIZONTALES


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FUERZAS TORCIONALES

MOMENTOS

IV. CONTROL DE DEFLEXION Y CONTRAFLECHA.-

Las deflexiones mximas permitidas son las indicadas en el 2.9.1.3.9.7.1. Criterios de Deflexin y Contra flecha, los cuales indican para el caso de un puente con cargas vehiculares y/o peatonales, la deflexin mxima se calculara de la siguiente manera, L/375, siendo la luz libre L=7.00 m, entonces la deflexin mxima ser 0.0186 m (1.86 cm), como se puede apreciar en el grafico seguido la deflexin mxima es U3=-0.6051 cm


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V. DISEO DE COMPONENTES DE CONCRETO ARMADO Y ACERO.-

NORMAS Y CODIGOS EMPLEADOS: 5.1 DISEO DE ELEMENTOS DE CA

Diseo de refuerzo longitud. y transversal en miembros (shell) de CA. Se indican reas (As) en cm2 por cm


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5.1.1 ACERO DE REFUERZO DE LOSA DE CONCRETO ARMADO:

Losa de Concreto:

Como se puede apreciar el programa da como resultado en la parte extrema de la losa un rea de acero longitudinal negativo en la cara top necesaria de 0.052 cm2 por cm de ancho (Var 1/2=1.27 cm2 / 0.052cm2) da un espaciamiento de 24.42 cm se considera 1/2 @ 25 cm, un rea de acero longitudinal positivo en la cara bottom necesaria de 0.169 cm2 por cm de ancho (Var 1=5.07 cm2 / 0.169cm2) da un espaciamiento de 15.03 cm se considera 1 @ 15 cm

Top Bottom

Como se puede apreciar el programa da como resultado en la parte central de la losa un rea de acero longitudinal negativo en la cara top necesaria de 0.00 cm2 por cm, por cuestiones de continuidad del acero se prolongara el acero de los extremos 1/2 @ 25 cm, un rea de acero longitudinal positivo en la cara bottom necesaria de 0.489 cm2 por cm de ancho (Var 1=5.07 cm2 / 0.489cm2) da un espaciamiento de 10.37 cm se considera 1@ 15 cm

Top Bottom

Un rea de acero transversal negativo en la cara top necesaria de 0.054 cm2 por cm de ancho (Var 1/2=1.27 cm2 / 0.054cm2) da un espaciamiento de 23.52 cm se considera cada 1/2"@25 cm, un rea de acero transversal positivo en la cara bottom necesaria de 0.043 cm2 por cm de ancho (Var 1/2=1.27 cm2 / 0.043cm2) da un espaciamiento de 29.53 cm se considera 1/2"@30 cm


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Top Bottom


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5.1.6 ESTRIBO DE CONCRETO ARMADO:

Estribo de Concreto Armado:

Como se puede apreciar el programa CsiBridge no disea Estribos, para cuyo caso se proceder a dimensionar y verificar mediante los programas SAP2000 Ver 16 y SAFE ver 12.3.1, del mismo fabricante CSI. CARGAS TRANSMITIDAS DE LA SUPER ESTRUCTURA (Ton/m)


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CARGAS TRANSMITIDAS POR PESO PROPIO DE LOS MUROS (Ton/m) CARGAS TRANSMITIDAS POR EL PESO DEL RELLENO (Ton/m)

DEFORMADA

No se verificara dado que las zapatas ya estan vaceadas PRESION ADMISIBLE No se verificara dado que las zapatas ya estan vaceadas

PUNZONAMIENTO

No se verificara dado que las zapatas ya estan vaceadas


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Muro Estribo de Concreto (acero vertical):

Como se puede apreciar el programa da como resultado en la parte inferior del muro un rea de acero vertical necesaria de 0.095 cm2 por cm de ancho (0.092 cm2 * 100 cm) da un rea total 9.520 cm2 @ 0.125m por cada metro lineal para la cara Top (interna) del muro a todo lo largo, como lo plasmado en los planos es de 1/2 @ 0.15m (8.89 cm2) por metro lineal, y como ya se vaciaron las zapatas se recomienda taladrar y anclar con un puente de adherencia refuerzos con 3/8 @ 1.00m intercaladas entre el acero vertical colocado para compensar la diferencia.

Como se puede apreciar el programa da como resultado en la parte superior del muro un rea de acero vertical necesaria de 0.0196 cm2 por cm de ancho (0.0196 cm2 *100 cm) da un rea total 1.96 cm2 por cada metro lineal para la cara Bottom (externa) del muro a todo lo largo, como lo plasmado en los planos es de 1/2 @ 0.30m (5.08 cm2) por metro lineal, y ya se vaciaron las zapatas se mantiene lo plasmado en los planos.


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Muro Estribo de Concreto (acero horizontal):

Como se puede apreciar el programa da como resultado en la parte inferior del muro un rea de acero vertical necesaria de 0.218 cm2 por m de alto (0.218 cm2 * 100 cm) da un rea total 21.80 cm2 por metro de alto para la cara Top (interna) del muro a todo lo largo, como lo plasmado en los planos es de 5/8 @ 0.175m (11.88 cm2) por m lineal, es menos de lo requerido. Se sugiere colocar 5/8 @ 0.10m (21.78 cm2) dentro de h/4.

Como se puede apreciar el programa da como resultado en la parte inferior del muro un rea de acero vertical necesaria de 0.086 cm2 por cm de ancho (0.086 cm2 * 100 cm) da un rea total 8.60 cm2 por metro de alto para la cara Top (interna) del muro a todo lo largo, como lo plasmado en los planos es de 5/8 @ 0.175m (11.88 cm2) por m lineal, es mas de lo requerido. Se sugiere colocar 5/8 @ 0.20m (9.90 cm2) entre h/4 y h/2.


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Como se puede apreciar el programa da como resultado en la parte inferior del muro un rea de acero vertical necesaria de 0.035 cm2 por cm de ancho (0.035 cm2 * 100 cm) da un rea total 3.50 cm2 por metro de alto para la cara Top (interna) del muro a todo lo largo, como lo plasmado en los planos es de 5/8 @ 0.175m (11.88 cm2) por m lineal, es mas de lo requerido. Se sugiere colocar 5/8 @ 0.50m (3.96 cm2) entre h/2 y 3h/4.

Como se puede apreciar el programa da como resultado en la parte inferior del muro un rea de acero vertical necesaria de 0.0077 cm2 por cm de ancho (0.0077 cm2 * 100 cm) da un rea total 0.77 cm2 por metro de alto para la cara Top (interna) del muro a todo lo largo, como lo plasmado en los planos es de 5/8 @ 0.175m (11.88 cm2) por m lineal, es mas de lo requerido. Se sugiere mantener colocando 5/8 @ 0.50m (3.96 cm2) entre 3h/4 y h.


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1/2"@.20

M3 1/2"@.20

M4

1/2"@.20M1 1/2"@.20M2

ARMADURA PARAPETO

1/2

"@.2

0

M1

L V

AR

IAB

LE

L V

AR

IAB

LE

M2

1/2

"@.2

0

.15 .15

ARMADURA VIGA CABEZAL

V2

[]3/8"[email protected],[email protected]

V1 8 de 5/8"V2

[]3/8"[email protected],[email protected]

L = 2.75m

3/8"@1.00

Reforzar con

3/4"@0.50

Z2 3/4"@0.20

Z3

Z4

5/8"@0.16

5/8"@0.10

P11/2"@0.50

P2

P31/2"@0.50

P45/8"@0.10

1/2"@0.15

Z35/8"@0.50

Z4 5/8"@0.14

h/4

h/2

3h/4

h

P45/8"@0.20

P45/8"@0.50

P45/8"@0.50

Acero Vertical

Acero Vertical

Acero Horizontal

Ace

ro H

orizonta

l

Acero Longitudinal

Acero Longitudinal Acero Longitudinal

Acero Transversal

Acero Transversal

Como se puede apreciar el programa da como resultado en la parte inferior del muro un rea de acero horizontal necesaria de 0.0073 cm2 por cm de altura (0.0073 cm2 * 100 cm) da un rea total 0.73 cm2 por cada metro para la cara Bottom (externa) del muro a todo lo alto, como lo plasmado en los planos es de 1/2 @ 0.30m (5.08 cm2) por metro de alto, es mucho ms de lo requerido Se sugiere colocar 1/2 @ 0.50m (2.54 cm2) en toda la altura.

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