Valentin Valverde Emerson

EXAMEN PARCIAL - DISEÑO DE PUENTES

ALUMNO: VALENTIN VALVERDE EMERSON

DATOS PARA EL DISENO

Peso E. Concreto Armado: 2.5 Tn/m3 Long. entre Apoyos 8.4 mPeso E. Concreto Natural: 2.4 Tn/m3 Ancho de Tablero 8.9 mPeso E. Asfalto 2.2 Tn/m3 Espesor de Asfalto 0.05 mSobrecarga Peatonal (S/C) 0.36 Tn/m2 Ancho de Vereda 0.6 mPeso de Baranda 0.1 Tn/m Area Transv.de Vereda 0.122 m2Resistencia del Concreto (f'c) 280 kg/cm2 Sardinel - Ancho 0.2 mFluencia del Acero (fy) 4200 kg/cm2 Sardinel - Alto 0.63 m

CALCULO DEL MODULO DE ELASTICIDAD

E = 28441.827 MpaE = 2844183 Tn/m2

CALCULO DEL ESPESOR DE LOSA

LOSA (Concreto Reforzado) ESPESOR CALCULADO:h = 0.456 m

--------------------------> ESPESOR A UTILIZAR:h = 0.45 m

CALCULO DEL ANCHO DE FRANJA

PARA 01 CARRIL CARGADO

L1 = 8400 mm --------------------------> E = 3881.5 mm okW1 = 8900 mm E = 3.88 m

PONER EN FACTOR DE ESCALA DE CASOS DE CARGA 0.2577PARA MAS DE 01 CARRIL CARGADO

L1 = 8400 mm --------------------------> E = 3137.6 mm okW1 = 8900 mm E = 3.14 m

PONER EN FACTOR DE ESCALA DE CASOS DE CARGA 0.3185PARA LOSA DE BORDE

E = 1800 mm

ℎ=1.2∗ ((𝐿+3)/30)

𝐸=250+0.42∗(𝐿_1∗𝑊_1 )^0.5

𝐸=2100+0.12∗(𝐿_1∗𝑊_1 )^0.5 ≤𝑊/𝑁_𝐿

𝐸_𝐶=0.043∗〖𝛾 _𝐶〗 ^1.5 √(〖𝑓 ^′〗 _𝑐 (𝑀𝑃𝑎))

𝐸_𝐵=𝑒_𝑏𝑎𝑟+300𝑚𝑚+𝐸_𝑖∕2≤𝐸_𝑖 ó 1800𝑚𝑚

E = Min ( 1869mm , 3138mm , 1800 mm) E = 1.80 mPONER EN FACTOR DE ESCALA PARA BORDE 0.2778

METRADO DE CARGAS

PARA LA FRANJA CENTRAL

PESO DE LOSA = ( 2.5 Tn/m3 ) * ( 0.45 m ) * ( 1 m ) = 1.125 Tn/mPESO DE ASFALTO = ( 2.2 Tn/m3 ) * ( 0.05 m ) * ( 1 m ) = 0.11 Tn/mPESO DE VEREDA = ( 2.4 Tn/m3 ) * ( 0.122 m ) * ( 1 m ) = 0.293 Tn/m

= (2.4 Tn/m3)*(0.63 m)*(0.2 m) + 0.1 Tn/m = 0.40 Tn/mS/C PEATONAL = ( 0.36 Tn/m2 ) * ( 0.6 m ) = 0.22 Tn/m

PARA LA FRANJA DE BORDE

PESO DE LOSA = ( 2.5 Tn/m3 ) * ( 0.45 m ) * ( 1 m ) = 1.125 Tn/mPESO DE ASFALTO = ( 0.11 Tn/m ) * ( 1 m ) / ( 1.8 m ) = 0.058 Tn/mPESO DE VEREDA = ( 0.293 Tn/m ) * ( 1 m ) / ( 1.8 m ) = 0.163 Tn/m

= ( 0.402 Tn/m ) * ( 1 m ) / ( 1.8 m ) = 0.223 Tn/mS/C PEATONAL = ( 0.22 Tn/m ) * ( 1 m ) / ( 1.8 m ) = 0.122 Tn/m

ANALISIS ESTRUCTURAL - RESULTADOS DEL SAP2000

PARA LA FRANJA CENTRAL

Momento Maximo de la Resistencia 1 - Vehiculo 1 467.09 KN.mMomento Maximo de la Resistencia 1 - Vehiculo 2 477.81 KN.mMomento Maximo por Servicio 1 - Vehiculo 1 296.05 KN.mMomento Maximo por Servicio 1 - Vehiculo 2 302.19 KN.mCortante Maximo a una distancia 0.15 m del extremo 238.31 KN

PARA LA FRANJA DE BORDE

Momento Maximo de la Resistencia 1 - Vehiculo Borde 204.47 KN.mMomento Maximo por Servicio 1 - Vehiculo Borde 350.21 KN.mCortante Maximo a una distancia 0.15 m del extremo 172 KN

PESO DE BARANDA

PESO DE BARANDA

DISENO DE LOSA INTERIOR

REFUERZO POR FLEXION 9.80665

Mu = 477.81 Kn - m = 47685 KN - cm RECUBRIMIENTO SUP 5f'c = 280 Kg/cm3 = 28 Mpafy = 4200 Kg/cm3 = 420 Mpa nr 1.05

ESPESOR DE LOSA (h) = 45 cm nD 0.95ESPESOR EFECTIVO (d) = 40 cm ni 1ANCHO UNITARIO (b) = 100 cm n 0.998

Profundidad del bloque a compresion (Whitney)

-----------------> a = 6.02 cm

Acero requerido por flexion

-------------------------------> As = 34.1 cm2

REFUERZO MINIMO

Esfuerzo Permisible por traccion del concreto

-------------------------------> ftr = 3.334 Mpaftr = 3334 KN/m2

Momento de Inercia de la Seccion Bruta

-------------------------------> Ig = 0.00759375 m4

Momento de Fisuramiento

-------------------------------> Mcr = 112.523 KN - mMOMENTO A UTILIZAR:

1.2Mcr = 135.0276 KN - m

𝑀_𝑐𝑟=(𝑓_𝑡𝑟∗𝐼_𝑔)/(0.5∗ℎ)

𝐼_𝑔=(𝑏∗ ℎ^3)/12

𝑓_𝑡𝑟=0.63√(〖𝑓 ^′〗 _𝑐 (𝑀𝑃𝑎))

𝐴_𝑠=𝑀_𝑢/(𝜙_𝑓∗𝑓_𝑦∗(𝑑−𝑎/2) )

𝑎=𝑑−√(𝑑^2−2∗𝑀_𝑢/(0.85∗〖𝑓^′〗 _𝑐∗𝜙_𝑓∗𝑏))

J110

Emerson Pavel Valentin Valverde: Para el estado límite de resistencia: nR = 1.05 para miembros no redundantes (isostaticas) nR= 0.95 para miembros redundantes (c0ntinuos, hiperestticos nR = 1.00 Para los demás estados Limite:

J111

Emerson Pavel Valentin Valverde: nD para Límite ele Resistencia. nD = 1.05 para componentes y conexiones no dúctiles nD = 0.95 para componentes y conexiones dúctiles nD= 1.0 para los demás Estados Límite:

J112

Emerson Pavel Valentin Valverde: ni=1.05 puentes de importancia operativa(defintivo) ni=1 otras condiciones ni=0.95 poca importancia operativa o (temporales


-----------------> a = 1.61 cm


-------------------------------> As = 9.11 cm2

Calculo de Acero Minimo:

= 0.002 -----------------> As min = 8 cm2

Distribucion del Acero:

As = maximo (34.1 , 9.11 , 8) -----------------> As = 34.1 cm2

Acero a Utilizar = 1 " pulg 14.86803519 POR CALC: Ø 1 " @ 14.87 cmArea de Acero = 5.07 cm2

Diam. de Acero = 2.54 cm

Espaciamiento = 15 cm -----------------> USAR: Ø 1 " @ 0.15 cm14.86804

VERIFICACION POR AGRIETAMIENTO

Momento Maximo del analisis por servicio (Mu) = 301.5856 Tn - m Parametro de Ancho de Grieta (Z) = 30000 N/mm

-----------------> dc = 42.7 mm

-----------------> A = 12810 mm2

Calculo del fsa:

-------------------------------> fsa = 366.83 MPa0.6*fy = 252 MPa

fsa > 0.6*fy -------------------------------> fsa = 252 MPa OK

Calculo del Acero dispuesto -------------------------------> As = 33.8 cm2

Calculo del Peralte Efectivo -------------------------------> d = 40.73 cm

REC. POR PROC. CONSTR. REFUERZO LONGITUDINAL

INFERIOR

𝜌_𝑚𝑖𝑛≥0.03∗(〖 ′〗𝑓 _𝑐/𝑓_𝑦 )

𝑓_𝑠𝑎=𝑍/(𝑑_𝑐∗𝐴)^(1/3) ≤0.6〖 ′〗𝑓 _𝑌

𝑎=𝑑−√(𝑑^2−2∗𝑀_𝑢/(0.85∗〖𝑓^′〗 _𝑐∗𝜙_𝑓∗𝑏))

𝐴_𝑠=𝑀_𝑢/(𝜙_𝑓∗𝑓_𝑦∗(𝑑−𝑎/2) )

Adc

Calculo de p:

-------------------------------> p = 0.0083 cm

Calculo de n:

-------------------------------> n = 7.03

Calculo de k:

-------------------------------> k = 0.288

Calculo de j:

-------------------------------> J = 0.904

Calculo de fs:

-------------------------------> fs = 242.33 Mpa

Verificacion:

fs = 242.33 MPa < fsa = 252 MPa OK !!!

REFUERZO DE DISTRIBUCION

--------------------> 19.09 < 50 OK

Calculo del Asd

-------------------------------> Asd = 6.45 cm2

Acero a Utilizar = 1/2 " pulg 0.196899225 POR CALC: Ø 1/2 " @ 0.197 cmArea de Acero = 1.27 cm2


Espaciamiento = 20 cm -----------------> USAR: Ø 1/2 " @ 0.2 cm19.68992

REFUERZO DE TEMPERATURA

Calculo de AstACERO TOTAL (2 CAPAS)

PARA EL REFUERZO TRANSVERSAL INFERIOR

1750/√𝐿≤50 % 1750/√𝐿=

𝜌=𝐴_𝑠∕𝑑_𝑐 𝑛=𝐸_𝑠∕𝐸_𝑐

𝑛=(𝜌^2 𝑛^2+2𝜌𝑛)^0.5−𝜌𝑛𝑛=1−𝑘/3ℎ= 𝑀_𝑆/(𝐽 ∗ 𝑑_𝑐 )

𝐴_𝑠𝑡=0.75 ∗(𝑏 ∗ℎ)/𝑓_𝑦

𝐴_𝑠𝑑=((1750/√𝐿)% ∗𝐴_𝑆)/((100) %)

-------------------------------> Ast = 8.04 cm2ACERO PARA CADA CAPA Ast = 4.02 cm2

Acero a Utilizar = 1/2 " pulgArea de Acero = 1.27 cm2



VERIFICACION POR CORTE

CALCULO DE VU

DEL DIAGRAMA DE ESF. CORTANTES -----------------> Vu = 237.8334 KN

CALCULO DE ØVC

DONDE SE TIENE QUE:ß = 2

bv = 1 m -----------------> Vc = 331.15 KNdv = 0.377 m Ø Vc = 298.04 KN

VERIFICACION

Ø Vc = 298.04 KN > Vu = 237.8334 KN OK !!!

DETALLE DEL ACERO PARA LA FRANJA CENTRAL

VISTA LONGITUDINAL

USAR: Ø 1/2 " @ 0.3 cm USAR: Ø 1/2 " @ 0.3 cm

USAR: Ø 1 " @ 0.15 cm USAR: Ø 1/2 " @ 0.2 cm

PARA EL REFUERZO SUPERIOR EN AMBOS SENTIDOS

𝐴_𝑠𝑡=0.75 ∗(𝑏 ∗ℎ)/𝑓_𝑦

DISENO DE LOSA BORDE

REFUERZO POR FLEXION

Mu = 204.47 Kn - m = 20406.106 KN - cmf'c = 280 Kg/cm3 = 28 Mpafy = 4200 Kg/cm3 = 420 Mpa nr 1.05

ESPESOR DE LOSA (h) = 45 cm nD 0.95ESPESOR EFECTIVO (d) = 40 cm ni 1ANCHO UNITARIO (b) = 100 cm n 0.998


-----------------> a = 2.46 cm


-------------------------------> As = 13.92 cm2

REFUERZO MINIMO

Esfuerzo Permisible por traccion del concreto

-------------------------------> ftr = 3.334 Mpaftr = 3334 KN/m2

Momento de Inercia de la Seccion Bruta

-------------------------------> Ig = 0.00759375 m4

Momento de Fisuramiento

-------------------------------> Mcr = 112.523 KN - mMOMENTO A UTILIZAR:

1.2Mcr = 135.0276 KN - m

𝑀_𝑐𝑟=(𝑓_𝑡𝑟∗𝐼_𝑔)/(0.5∗ℎ)

𝐼_𝑔=(𝑏∗ ℎ^3)/12

𝑓_𝑡𝑟=0.63√(〖𝑓 ^′〗 _𝑐 (𝑀𝑃𝑎))

𝐴_𝑠=𝑀_𝑢/(𝜙_𝑓∗𝑓_𝑦∗(𝑑−𝑎/2) )

𝑎=𝑑−√(𝑑^2−2∗𝑀_𝑢/(0.85∗〖𝑓^′〗 _𝑐∗𝜙_𝑓∗𝑏))

V110

Emerson Pavel Valentin Valverde: Para el estado límite de resistencia: nR = 1.05 para miembros no redundantes (isostaticas) nR= 0.95 para miembros redundantes (c0ntinuos, hiperestticos nR = 1.00 Para los demás estados Limite:

V111

Emerson Pavel Valentin Valverde: nD para Límite ele Resistencia. nD = 1.05 para componentes y conexiones no dúctiles nD = 0.95 para componentes y conexiones dúctiles nD= 1.0 para los demás Estados Límite:

V112

Emerson Pavel Valentin Valverde: ni=1.05 puentes de importancia operativa(defintivo) ni=1 otras condiciones ni=0.95 poca importancia operativa o (temporales


-----------------> a = 1.61 cm


-------------------------------> As = 9.11 cm2

Calculo de Acero Minimo:

= 0.002 -----------------> As min = 8 cm2

Distribucion del Acero:

As = maximo (13.92 , 9.11 , 8) -----------------> As = 13.92 cm2

Acero a Utilizar = 1 1/8 " pulg 0.460489 POR CALC: Ø 1 1/8 " @ 0.47 cmArea de Acero = 6.41 cm2


Espaciamiento = 45 cm -----------------> USAR: Ø 1 1/8 " @ 0.45 cm46.04885

VERIFICACION POR AGRIETAMIENTO

Momento Maximo del analisis por servicio (Mu) = 349.5096 Tn - m Parametro de Ancho de Grieta (Z) = 30000 N/mm

-----------------> dc = 44.3 mm

-----------------> A = 39870 mm2

Calculo del fsa:

-------------------------------> fsa = 248.18 MPa0.6*fy = 252 MPa

fsa < 0.6*fy -------------------------------> fsa = 248.18 MPa

Calculo del Acero dispuesto -------------------------------> As = 14.24 cm2

Calculo del Peralte Efectivo -------------------------------> d = 40.57 cm

REC. POR PROC. CONSTR.PARA REFUERZO LONGITUDINAL

INFERIOR

𝜌_𝑚𝑖𝑛≥0.03∗(〖 ′〗𝑓 _𝑐/𝑓_𝑦 )

𝑓_𝑠𝑎=𝑍/(𝑑_𝑐∗𝐴)^(1/3) ≤0.6〖 ′〗𝑓 _𝑌

𝑎=𝑑−√(𝑑^2−2∗𝑀_𝑢/(0.85∗〖𝑓^′〗 _𝑐∗𝜙_𝑓∗𝑏))

𝐴_𝑠=𝑀_𝑢/(𝜙_𝑓∗𝑓_𝑦∗(𝑑−𝑎/2) )

Adc

3.4 RecubrimientoLos recubrimientos libres se deberán tomar como:En cimentaciones 5cmEn alzado de estribos 5cmEn tablero cara superior 5cmcara inferior 3cm

Calculo de p:

-------------------------------> p = 0.0035 cm

Calculo de n:

-------------------------------> n = 7.03

Calculo de k:

-------------------------------> k = 0.199

Calculo de j:

-------------------------------> J = 0.934

Calculo de fs:

-------------------------------> fs = 647.73 Mpa

Verificacion:

fs = 647.73 MPa > fsa = 248.18 MPa NO CUMPLE

REFUERZO DE DISTRIBUCION

--------------------> 19.09 < 50 OK

Calculo del Asd

-------------------------------> Asd = 2.72 cm2

Acero a Utilizar = 1/2 " pulg 0.466912 POR CALC: Ø 1/2 " @ 0.467 cmArea de Acero = 1.27 cm2



REFUERZO DE TEMPERATURA

Calculo de AstACERO TOTAL (2 CAPAS)

PARA EL REFUERZO TRANSVERSAL INFERIOR

1750/√𝐿≤50 % 1750/√𝐿=

𝜌=𝐴_𝑠∕𝑑_𝑐 𝑛=𝐸_𝑠∕𝐸_𝑐

𝑛=(𝜌^2 𝑛^2+2𝜌𝑛)^0.5−𝜌𝑛𝑛=1−𝑘/3ℎ= 𝑀_𝑆/(𝐽 ∗ 𝑑_𝑐 )

𝐴_𝑠𝑡=0.75 ∗(𝑏 ∗ℎ)/𝑓_𝑦

𝐴_𝑠𝑑=((1750/√𝐿)% ∗𝐴_𝑆)/((100) %)

-------------------------------> Ast = 8.04 cm2ACERO PARA CADA CAPA Ast = 4.02 cm2

Acero a Utilizar = 1/2 " pulgArea de Acero = 1.27 cm2



VERIFICACION POR CORTE

CALCULO DE VU

DEL DIAGRAMA DE ESF. CORTANTES -----------------> Vu = 171.656 KN

CALCULO DE ØVC

DONDE SE TIENE QUE:ß = 2

bv = 1 m -----------------> Vc = 345.21 KNdv = 0.393 m Ø Vc = 310.69 KN

VERIFICACION

Ø Vc = 310.69 KN > Vu = 171.656 KN OK !!!

DETALLE DEL ACERO PARA LA FRANJA DE BORDE

VISTA LONGITUDINAL

USAR: Ø 1/2 " @ 0.3 cm USAR: Ø 1/2 " @ 0.3 cm

USAR: Ø 1 1/8 " @ 0.45 cm USAR: Ø 1/2 " @ 0.45 cm

PARA EL REFUERZO SUPERIOR EN AMBOS SENTIDOS

𝐴_𝑠𝑡=0.75 ∗(𝑏 ∗ℎ)/𝑓_𝑦

3.4 RecubrimientoLos recubrimientos libres se deberán tomar como:En cimentaciones 5cmEn alzado de estribos 5cmEn tablero cara superior 5cmcara inferior 3cm

ACEROS DE REFUERZODIAMETRO AREA

(pulg) (cm) (cm2)3/8 " 0.95 0.711/2 " 1.27 1.275/8 " 1.59 1.983/4 " 1.91 2.857/8 " 2.22 3.881 " 2.54 5.07

1 1/8 " 2.86 6.411 1/4 " 3.18 7.921 3/8 " 3.49 9.581 1/2 " 3.81 11.4

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