VIGAS L=24m

11
I DATOS GENERALES L= 24.00 m Longitud del puente S= 2.60 m Distancia entre ejes de vigas t= 0.20 m Espesor de losa e= 0.05 m Espesor del asfalto f'c= 280.00 kg/cm2 Resistencia concreto fy= 4200.00 kg/cm2 Esfuerzo de fluencia del acero γc= 2400.00 kg/m3 Peso específico del concreto γa= 2250.00 kg/m3 Peso específico del asfalto h(0.07*L)= 1.90 m Peralte total de la viga principal b(0.0157*√S*L)= 0.60 m Ancho de la viga principal hdiaf = 1.10 m Altura de diafragma bdiaf= 0.30 m Ancho de diafragma lw= 2.60 m Ancho de influencia de la viga interior hcart= 0.10 m Altura de cartela bcart= 0.10 m Ancho de cartela I.1 MOMENTOS DE FLEXION POR CARGAS(VIGA INTERIOR) Carga muerta (DC): Cargas distribuidas Cargas puntuales W losa= 1248.00 kg/m P diaf.= 1585.923179 kg Los de color verde W viga= 2438.09 kg/m no requieren ser cambiados W cartela= 24.00 kg/m M DC2 = 19.96 ton-m W DC = 3710.09 kg/m M DC1 = 267.13 ton-m M DC= 287.09 ton-m Carga por superficie de rodadura (DW): W DW= 292.50 kg/m M DW = 21.06 ton-m M DW = 21.06 ton-m Carga viva y efecto de carga dinámica (LL+IM): Tabla APÉNDICE II- B, Puentes (Arturo Rodríguez Serquén) M LL+IM = 282.17 ton-m El % de momento g que se distribuye en una viga interior es: Caso de un carril cargado: Caso de dos carriles cargados: n = 1 n = 1 Ycg viga= 0.85 m Y viga= 0.85 m Area losa Area viga I viga = 0.245 m4 I viga = 0.245 m4 0.52 1.015871965 A viga= 1.02 m A viga= 1.02 m ycg ycg eg= 0.95 m eg= 0.95 m 0.85 Kg= 1.161 m4 Kg= 1.161 m4 g= 0.56 g= 0.79 gint(1 carr.)= 0.56 gint(2 carr.)= 0.79 DISEÑO DE VIGA INTERIOR

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g

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  • I DATOS GENERALES

    L= 24.00 m Longitud del puente

    S= 2.60 m Distancia entre ejes de vigas

    t= 0.20 m Espesor de losa

    e= 0.05 m Espesor del asfalto

    f'c= 280.00 kg/cm2 Resistencia concreto

    fy= 4200.00 kg/cm2 Esfuerzo de fluencia del acero

    c= 2400.00 kg/m3 Peso especfico del concreto

    a= 2250.00 kg/m3 Peso especfico del asfalto

    h(0.07*L)= 1.90 m Peralte total de la viga principal

    b(0.0157*S*L)= 0.60 m Ancho de la viga principal

    hdiaf = 1.10 m Altura de diafragma

    bdiaf= 0.30 m Ancho de diafragma

    lw= 2.60 m Ancho de influencia de la viga interior

    hcart= 0.10 m Altura de cartela

    bcart= 0.10 m Ancho de cartela

    I.1 MOMENTOS DE FLEXION POR CARGAS(VIGA INTERIOR)

    Carga muerta (DC):

    Cargas distribuidas Cargas puntuales

    W losa= 1248.00 kg/m P diaf.= 1585.923179 kg Los de color verde

    W viga= 2438.09 kg/m no requieren ser cambiados

    W cartela= 24.00 kg/m M DC2 = 19.96 ton-m

    W DC = 3710.09 kg/m

    M DC1 = 267.13 ton-m

    M DC= 287.09 ton-m

    Carga por superficie de rodadura (DW):

    W DW= 292.50 kg/m

    M DW = 21.06 ton-m

    M DW = 21.06 ton-m

    Carga viva y efecto de carga dinmica (LL+IM):

    Tabla APNDICE II- B, Puentes (Arturo Rodrguez Serqun)

    M LL+IM = 282.17 ton-m

    El % de momento g que se distribuye en una viga interior es:

    Caso de un carril cargado: Caso de dos carriles cargados:

    n = 1 n = 1

    Ycg viga= 0.85 m Y viga= 0.85 m Area losa Area viga

    I viga = 0.245 m4 I viga = 0.245 m4 0.52 1.015871965

    A viga= 1.02 m A viga= 1.02 m ycg ycg

    eg= 0.95 m eg= 0.95 m 0.85

    Kg= 1.161 m4 Kg= 1.161 m4

    g= 0.56 g= 0.79

    gint(1 carr.)= 0.56 gint(2 carr.)= 0.79

    DISEO DE VIGA INTERIOR

  • M LL+IM = 224.01 ton-m

  • I.2 RESUMEN DE MOMENTOS FLECTORES Y CRITERIOS LRFD APLICABLES

    M RESIS. I SERV. I FATIGA

    287.09 1.25 1.0 0.00

    21.06 1.50 1.0 0.00

    224.01 1.75 1.0 0.75

    I.3 CLCULO DEL ACERO PRINCIPAL

    Mu = 782.47 ton-m

    Ancho efectivo de viga T, el menor valor de:

    6.00 m

    3.00 m

    2.60 m

    b= 2.60 m Ancho efectivo de la viga bw = 0.60

    b = 260 cm

    h = 190 cm

    Z= 13.86 cm 1ER VALOR

    f'c = 280.00 Kg/cm2 Z=8.81

    fy = 4200.00 Kg/cm2 El valor de a

    Mu = 78247435.03 Kg.cm es producto de

    = 0.9 haber calculado

    a= 10.44 cm como viga T

    d= 176.14 cm

    I. INDICE DE REFUERZO

    copiar formula de hoja

    Wmin = 0.039

    Wmax = 1.656

    W = 0.039

    II. CUANTIA BASICA DEL ACERO

    =W*fc/fy

    min = 0.26%

    max = 11.04%

    = 0.26%

    III. CUANTIA BALANCEADA DEL ACERO

    RESUMEN DE MOMENTOS POSITIVOS POR CARGAS

    CARGA

    DC

    DW

    LL+IM

    SE DISEA COMO VIGA RECTANGULAR

    c

    ccc

    fbd

    MufbdfbdfbdW

    '59.02

    '59.04''2

    2222

    560'65.0

    560'28070

    280'05.085.0

    280'085.0

    1

    1

    1

    c

    c

    c

    c

    f

    ff

    f

  • 1 = 0.85

    b = 2.86%

    0.75b = 2.14%

    0.75b Falla Ductil

    IV. ACERO CALCULADO

    As = bd

    Ac = 120.320 cm2

    V. ACERO MINIMO

    Asmin = 14.1*bd/fy

    Asmin = 153.745 cm2

    Asmin =0.8*raiz(fc)*bd/fy

    Asmin = 145.966 cm2

    Se toma el mayor de las 2 frmulas anteriores

    Asmin = 153.745 cm2

    As(4/3Ac) = 160.427 cm2

    VI. ACERO REQUERIDO

    Cuando el acero calculado (Ac) es mayor que el Asmin, entonces el acero 3/8 0.72

    calculado prevalece, pero cuando es menor todavia hay que aadirle 1/3 al acero 1/2 1.27

    calculado y luego comparar con el mnimo y prevalece el menor (ACI 15.5.3). 5/8 1.98

    As = 153.745 cm2 3/4 2.85

    30.00 1 1 5.07

    CALCULO DE ACERO SUPERFICIAL POR SER EL PERALTE DE LA VIGA SUPERIOR A 90CM

    En cada cara Ask 0.001*(de-760) (As+Asp)/1200

    1.00 12.812

    Separacion

    de aceros S < (300mm,d/6)

    Acero mximo

    Una seccin no sobre reforzada cumple con:

    1 = 0.85

    = 12.28 cm

    d = 176.14 cm

    = 0.07 OK!

    Acero mnimo

    La cantidad de acero proporcionado debe ser capaz de resistir el menor valor de:

    6117

    6117'85.0 1

    yy

    c

    bff

    f

    fragilfalla

    ductilfalla

    b

    b

    75.0

    75.0

  • 631.37 ton-m

    1040.69 ton-m

    OK!

    USAR 301

    Armadura de contraccin y temperatura en caras laterales

    = 18.2856954 cm2

    Astemp= 9.142847682 cm2/cara

    As utilizar= 1.98 cm2 N varillas= 5 5/8''

    45 cm

    179.2715232 cm

    I.4 REVISIN DE FISURACIN POR DISTRIBUCIN DE ARMADURA

    Esfuerzo mximo del acero

    Para el acero positivo: /2= 7.59 cm

    dc= 12.59 cm

    bw= 60 cm

    nv= 30

    50.16 cm2

    Z= 30591 kg/cm

    fsa= 3565.69 kg/cm2 0.6fy= 2520 kg/cm2

    fsa= 2520.00 kg/cm2

    Esfuerzo del acero bajo cargas del servicio

  • Ms= 532.16 ton-m

    Es= 2039400.00 kg/cm2

    Ec= 250998.01 kg/cm2

    8.13 8.00

    rea de acero transformada:

    Ast= 1229.96 cm2

    y= 36.37 cm

    c= 139.77 cm

    Inercia respecto del eje neutro de seccin transformada:

    I= 28197561.32 cm4

    2110.33 kg/cm2 < fsa= 2520.00 kg/cm2 OK!

    I.5 FATIGA

    I.5.1CARGA DE FATIGA

    Se calcula con un camin de diseo, con una separacin constante de 9m entre los ejes de 14.8ton. No se aplica el factor de presencia multiple.

    MLL= 129.21 ton-m 4.3+9= 13.30

    gfat= 0.47 CUANDO SOLO SE UBICA DOS CARGAS

    MLL= 60.58 ton-m e=0.42

    CUANDO SE UBICAN LOS TRES

    e=1.773

    Mfat= 52.25 ton-m 1*(0.75*1.15*MLL)

    I.5.2SECCIN FISURADA

    Se utiliza la seccin fisurada si la suma de esfuerzos debido a cargas permanentes no mayoradas ms de 1.5 veces la carga de fatiga,

    da por resultado una tensin de traccin mayor que:

    Esfuerzos debido a cargas pemanentes no mayoradas ms 1.5veces la carga de fatiga en una viga interior:

    386.52 ton-m

    13.39 kg/cm2

    24.71 kg/cm2

    ffat= 24.71 kg/cm2 > ftracc= 13.39 kg/cm2 SE USAR SECCIN AGRIETADA!

    I.5.3VERIFICACIN DE ESFUERZOS

    Esfuerzo en el refuerzo debido a la carga viva

    Con As= 152.1 cm2

    164.02 cm

    209.43 kg/cm2

  • Rango mximo de esfuerzo

    El esfuerzo mnimo es el esfuerzo por carga viva mnimo combinado con el esfuerzo por carga permanente.

    El momento por carga muerta para la viga interior es:

    308.15 ton-m

    El esfuerzo por carga permanente es:

    1235.20 kg/cm2

    Por ser viga simplemente apoyada, el esfuerzo por carga viva minimo es cero.

    fmn= 1235.20 kg/cm2

    El esfuerzo mximo es el esfuerzo por carga viva mximo combinado con el esfuerzo por cargas permanentes:

    fmx= 1444.62 kg/cm2

    El rango de esfuerzos es: 209.43 kg/cm2

    El rango lmite es:

    Con r/h=0.30

    flmite= 1239.69 kg/cm2 > f= 209.43 kg/cm2 OK!

    I.6 DISEO POR CORTE (VIGA INTERIOR)

    Determinacin del peralte efectivo por corte

    170.92 cm

    158.53 cm

    136.80 cm

    dv= 170.92 cm > 158.53 cm OK!

    La seccin crtica por corte se ubica desde el eje del apoyo en:

    desde eje= 1.83 m

    Carga muerta (DC):

    W DC = 3710.09 kg/m

    Pdiaf = 1585.92 kg

    VDC= 38271.42 kg

    Superficie de rodadura (DW):

    W DW = 292.50 kg/m

    VDW= 34072.57 kg

    Carga viva (LL):

    a) Camin de Diseo

    V= 27.16 ton

    b) Tandem

    V= 20.60 ton

    b) Carga de carril

    V= 10.10 ton

    VLL+IM= 46.22 ton

  • = /(

    )