5. Diseño Infraestructura

8/17/2019 5. Diseño Infraestructura

1/22

VIADUCTO AEROPUERTO DE ORURO

DISEÑO DE LA INFRAESTRUCTURA

ESQUEMAS DEL MODELO ESTRUCTURAL EMPLEADO


2/22

RIGIDEZ DEL SUELO DE FUNDACIÓN: K 3kgf

cm3

CARGAS:

Carga viva: La misma considerada para el diseño de la superestructura

Empuje de suelo: Condición: empuje activo

γ 1950kgf

m3

ϕ 30 deg K a1

3

q v 7m 1900 kgf

m3

13300kgf

m2

γ K a 650

kgf

m3

q 0.332141565kgf

cm2

3321kgf

m2

presión promedio de la losa de aprox.

q K a 1107kgf

m2

Ffrenado 56245 kgf Hércules C-130, μ=0.8

Ffrenado

2 12 m2344

kgf

m

Pcv_I 7257 kgf 1.25 1.3 11793 kgf reacción en el extremo de losa deaprox.: 6989.25348 kgf/m

6989.25348kgf

m 0.9 m 6290 kgf

Carga vehicular:

q cv

2 Pcv_I Pcv_IPcv_I

4

10ft 2.5 14 ft 1632

kgf

m2

carga viva sobre la losa inferior

MATERIALES: f c 210kgf

cm2

f y 5000kgf

cm2


3/22

DISEÑO DE LA LOSA DE FUNDACIÓN

Envolvente de Momentos Máximos de Diseño (kgf-m/m)


4/22

Envolvente de Momentos Mínimos de Diseño (kgf-m/m)


5/22

Losa entre ábacos

b 100cm Mu 2498 kgf m

mh 30cm

r 5cm As 2.67 cm

2

m As_min 5.67

cm2

m ϕ12 c/20


6/22

b 100cm Mu

6000 kgf m

m

h 30cm

r 5cm As 6.55 cm

2

m ϕ12 c/35 + ϕ12 c/35

Armadura inferior longitudinal: ϕ12 c/35

Armadura para temperatura y retracción:

Ag 30cm

As_t_r 0.75MPa Ag

4200 kgf

cm2

As_t_r 5.46 cm

2

m [12c/20]


7/22

Ábaco de l as p ilas


m

h 70cm

r 7cm As 19.56cm2

m ϕ20 c/15

Mu 25000 kgf m

m

As 12.2cm

2

m ϕ20 c/25


8/22

Armadura longitudinal inferior: ϕ20 c/25

Armadura superior (en ambos sentidos): ϕ12 c/20

Punzonamiento:

ϕ 0.85 Dc 0.6m Nu 158291 kgf

f c 210 kgf

cm2

f y 4200 kgf

cm2

β 1

vc 0.53 1.06

β

kgf

cm2

f c 23 kgf

cm2

hlosa 70cm r 7cm d hlosa r 63 cm d

20.32 m

bo π Dc d bo 3.86 m

vu

Nu

ϕ b o d 7.65

kgf

cm2

Comentario: if vu vc "OK" "!" "OK"

Check : offset 1.8375m (distancia medida desde el eje de la pila)

hlosa 30cm r 7cm d hlosa r 23 cm d

20.12 m

bo π offset 5.773 m

vu

Nu

ϕ b o d 14

kgf

cm2 Comentario: if v

u v

c "OK" "!"

"OK"


9/22

Ábacos de los estr ibos


m

h 70cm

r 5cm As 0.91 cm

2

m ρ=0.01% -> ϕ12 c/20 Armadura superior longitudinal: ϕ12 c/20


10/22


m

h 70cmr 7cm As 16.68

cm2

m ϕ20 c/18

Armadura superior longitudinal: ϕ20 c/25


11/22

DISEÑO DEL CUERPO DE LOS ESTRIBOS

Envolvente de Momentos Máximos de Diseño (kgf-m/m)

b 100cm Mu

4950 kgf m

m

h 50cm

r 5cm As 3 cm

2

m As_min 8.71

cm2

m ϕ16 c/25

Armadura longitudinal: ϕ10 c/25


12/22

Envolvente de Momentos Mínimos de Diseño (kgf-m/m)

b 100cm Mu

63500 kgf m

m

h 100cm

r 5cm As 18cm

2

m ϕ16 c/22 + ϕ16 c/22



13/22


m

h 75cm

r 5cm As 16.3 cm

2

m

ϕ16 c/22 + ϕ16 c/22



m

h 70cm

r 5cm As 11.81 cm

2

m ϕ16 c/22 + ϕ16 c/22 Lanclaje 38cm


b 100cm Mu 16100 kgf mm

h 63cm

r 5cm As 10.72 cm

2

m ϕ16 c/22



m

h 57cm

r 5cm As 9.8 cm

2

m

ϕ16 c/22



m

h 50cm

r 5cm As 8.71 cm

2

m ϕ16 c/22



14/22


m Combinación: 2 Sum + 1.3 Frenado

2 Sum + 1.3 Temph 35cm

r 5cm As 15.67cm

2

m

ϕ16 c/12.5



15/22

Ménsula mayor:

Vu 93273kgf

m a 0.15m Nu 0.2 Vu f c 210

kgf

cm2

h 1m d h 5cm f y 4200kgf

cm2

μ 1.4

Af

Vu a Nu h d ( )

0.85 f y 0.85 d An

Nu

0.85 f y Avf

Vu

0.85 μ f y

Af 5.18cm

2

m An 5.23

cm2

m Avf 18.66

cm2

m

As1 Af An As1 10.4cm2

m

As22

3Avf An As2 17.67

cm2

m

As max As1 As2 Asmin 0.04f c

f y

d

As 17.67cm

2

m Asmin 19.00

cm2

m [ c/15]

Ah1

Af

2 Ah2 0.5 As An

Ah max Ah1 Ah2 6.22cm

2

m 2 ϕ10 c/15 s

2

3d

20.317 m

mejor: 20cm


16/22

Ménsula m enor:

Vu 64898kgf

m a 0.19m Nu 0.2 Vu f c 210

kgf

cm2

h 0.7 m d h 5cm f y 4200kgf

cm2

μ 1.4

Af

Vu a Nu h d ( )

0.85 f y 0.85 d An

Nu

0.85 f y Avf

Vu

0.85 μ f y

Af 6.58cm

2

m An 3.64

cm2

m Avf 12.98

cm2

m

As1 Af An As1 10.22cm2

m

As22

3Avf An As2 12.29

cm2

m

As max As1 As2 Asmin 0.04f c

f y

d

As 12.29cm

2

m Asmin 13.00

cm2

m [ c/15]

Ah1

Af

2 Ah2 0.5 As An

Ah max Ah1 Ah2 4.33cm

2

m 1 ϕ10 c/15


17/22

Diseño de la unión de la losa con la pantall a del estribo

M 10186 kgf m etapa: tiempo

b 180cm f c 280kgf

cm2

f y 5000kgf

cm2

h 15cm r 3cm d h r

Mu 2 M 20372 kgf m As56cm

2

180cm

cm2

m

Comprobación:

As 60cm2

n 7.82

k 0.475 j 1k

3 0.842 j d 0.101 m

bk d ( )

2

2 n As d k d ( ) 31.860 cm

3

f sM

As j d 1681

kgf

cm2

f s

f y

0.336

aceptable

fc

M

0.5 b d 2

k j196.592

kgf

cm2

fc

f c 0.702

As

Mu

0.9 f y j d cm

2

53.361 cm2

180cm29.64

cm2

m OK!

Armadura existente de la losa (ϕ10 c/20 y ϕ12c/20): 4.785cm

2

m

29.64cm

2

m4.785

cm2

m 24.855

cm2

m ϕ20 c/12.5


18/22

DISEÑO DE LAS PILAS

Diagrama de envolventes de momentos de diseño (kgf-m)


19/22

Diagrama de envolventes de cortantes de diseño (kgf-m)


20/22

Diagrama de envolventes de torsores de diseño (kgf-m)


21/22

b1 140cm b2 80cm

h 95cm

r 5cm

Mu 66225 kgf m As 18.93 cm2

As_min 21.97 cm2

5 ϕ 25

(incluye arm. long para torsión)

Mu 39469 kgf m As 11.83 cm2

As_min 12.55 cm2

6 ϕ 20

(incluye arm. long para torsión)

Vu 57176 kgf

Tu 17679 kgf m Estribos 4 ramas ϕ12 c/18

Armadura long. adicional: 2 ϕ 16


22/22

0 .

6

0.05

1. Design Condition

Design Code AASHTO-LFD96

Unit System kgf, m

Member Number 627 (PM), 628 (Shear)

Material Data fc' = 2.1e+006, fy = 5e+007, fys = 4.2e+007 kgf/m^2

Column Height 4.49 m

Section Property Cols (No : 5)

Rebar Pattern Total Rebar Area Ast = 0.00282743 m^2 (Rhost = 0.0100)

2. Applied Loads

Load Combination 2- AT (I) Point

Pu = 1.5e+005 kgf, Mcy = 13878.5, Mcz = 4340.01, Mc = 14541.3 kgf-m

3. Axial Forces and Moments Capacity Check

Concentric Max. Axial Load PhiPn-max = 3.5e+005 kgf

Axial Load Ratio Pu/PhiPn = 1.5e+005 / 2.8e+005 = 0.541 < 1.000 ....... O.K

Moment Ratio Mcy/PhiMny = 13878.5 / 25697.4 = 0.540 < 1.000 ....... O.K

Mcz/PhiMnz = 4340.01 / 8038.11 = 0.540 < 1.000 ....... O.K

Mc/PhiMn = 14541.3 / 26925.2 = 0.540 < 1.000 ....... O.K

4. P-M Interaction Diagram

680389

589670

5 1 8 5

498952

1 0 3 6 9

408233

1 5 5 5 4

317515

2 0 7 3 8

226796

2 5 9 2 3

136078

3 1 1 0 7

45359

3 6 2 9 2

-45359

4 1 4 7 6

-136078

4 6 6 6 1

-226796

5 1 8 4 6

(277714,26925)

(150141,14541)

346597

0

0

P(kgf)

M(kgf-m)

Theta=17.37Deg.

N.A=17.37Deg.

PhiPn(kgf) PhiMn(kgf-m)

433246.01 0.00

343370.58 18574.96

284190.59 26280.90

233647.11 30380.88

192857.59 32403.14

160172.57 33324.37

135235.79 33092.13

112944.58 32191.11

88748.76 30575.52

59138.31 27701.81

23575.09 26478.59

-42083.01 15835.11

-107345.68 0.00

5. Shear Force Capacity Check

Applied Shear Strength Vu = 4022.40 kgf (Load Combination 1+)

Shear Strength by Conc PhiVc = 21331.4 kgf

Shear Strength by Rebar PhiVs = 8865.32 kgf (2.0-d10 @300)

Shear Ratio Vu/PhiVn = 4022.40 / 30196.7 = 0.133 < 1.000 ....... O.K

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Project Title

File NameGrupo R&N Ltda C:\...\Midas\Infra v.4.mcb

MIDAS/Civil RC Column Design Result

5. Diseño Infraestructura

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