Diseno Estribo C a Tipo Voladizo

8/17/2019 Diseno Estribo C a Tipo Voladizo

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PROYECTO : CONSTRUCCION PUENTE CCOTA - A ANCUSIOBRA : PUENTE CARROZABLE DE CCOTA - A ANCUSI FECHA : MAYO DEL 2010

AUTOR: ING. E. TUNQUE RAYMUNDO

DATOS DE DISE OCargas y otros: Predimencionado del Muro :

Reaccion del Puente (PP): 140.00 Tn Ancho de Cajuela (a) = 1.000mReaccion por S/C: 35.26 Tn Ancho de Parapeto (b) = 0.40m

Fza. Sismo: 7.00 Tn Ancho (l) = 0.40m Ancho del Puente: 4.20 m Ancho (m) = 0.50m

Longitud del Puente: 60.00 m Ancho (n) = 0.10mNº de Vias: 1.00 Ancho (k) = 0.65m

Nº de Estribos: 2.00 Altura de Cajuela (c) = 1.50m Altura (d) = 0.40m

Suelo : Altura (e) = 0.60mPeso especifico terreno (gt) : 1.83 Tn/m3 Altura (f) = 10.30m

Capacidad Portante Suelo (st) : 28.82 Tn/m2 Peralte de Zapata (hz) = 1.40m

Coef. de fricción suelo estructura : 0.60 H = 14.20m

Dist. Eje Apoyo a Parapeto (x) = 0.50m

Relleno : Altura Fza Frenado (y) = 1.80m

Angulo de friccion interna (Ør): 45° Talon Anterior (z) = 2.80m

Peso especifico terreno (gr ) : 1.90 Tn/m3 Talon Posterior (t) = 4.55m

f'c : 280 kg/cm2 B =z+t+k+m 8.50mf'y : 4200 kg/cm2 Recubrimiento Zapatas = 0.075 m

FSV : 1.5 Recubrimiento Muro = 0.040 m

FSD : 2.0 (Flexion) Ø = 0.90

(Corte) Ø = 0.85s/c : 0.970Tn/m S' = 2.700 m

Peso especifico C°A° (gc) : 2.40 Tn/m3 Si :

Coeficiente de fuerza de friccion (f): 0.60 fy =4200 kg/cm2 Es = #################

Angulo Contrafuerte (jº) = 72 f'c =210 kg/cm2 Ec = 217000.00kg/cm2

A).- Estribo sin puente y con relleno sobrecargado.

* Altura Equivalente de S/C (h'):h' = (s/c)/gr = 0.51 m

1.- Empuje de Tierras:

C=tan2(45°-Ø/2) = 0.17Par = 0.5*(gr *H*(H+2h'))*C = 33.932 Tn/m

2.- Punto de Aplicación de Pa:

dar =H/3*((H+3h')/(H+2h')) = 4.89 m

3.- Fuerzas Verticales Estabilizadoras:

ZONA Fi (Tn) Xi (m) Mi (Tn*m)

VERIFICACION DE ESTABILIDAD EN ESTRIBOS CON CONTRAFUERTE

Par

1

23 54

B

bn

H

c

hz

f

d

e

ml

a

D+L+S

8

7

6

9

Contrafuerte

Lf (Fuerza Frenado)

H/2

H/3

Ps/c

Pa

10

11

z k

y

xc/2

EQ (Carga Sismo)

S/C Vehicular

A

dar

smax

smin


2/6




1 1.440 4.25 6.12

2 1.344 3.75 5.04

3 0.288 3.32 0.96

4 0.72 3.70 2.665 0.53 4.12 2.17

6 0.29 4.28 1.22

7 8.034 3.233 25.98

8 12.36 3.70 45.73

9 9.79 4.20 41.10

10 98.50 6.48 637.76

11 28.56 4.25 121.38

Pav 33.93 4.89 166.00

TOTAL 195.772 1056.12

Xv = ΣMi /ΣPi = 5.39 m

z = (Par *dar )/ΣFi = 0.848 m

e = (B/2)-(Xv-z) = -0.297 m

B/6 = 1.417 m

Consideraciones de A (Ancho de Estribo para analisis):

A = 1m (Longitud de analisis.)

Fv =ΣF

i

4.- Chequeos :

Chequeo de compresiones y tracciones:

ρ = (Fv /(A*B)*(1+(6*e/B)) = 18.21 Tn/m2

Esfuerzo de compresion del concreto :

f c = 0.4*f'c = 1120 Tn/m2

por lo tanto:

ρ < f c OK

Chequeo al volteo :FSV = ΣMi /(Par *dar ) = 6.36 > 2 OK

Chequeo al deslizamiento Horizontal:FSD = ΣFi*f/Par = 3.46 > 1.5 OK

B).- Estribo con puente y con relleno sobrecargado.1.- Reaccion del puente por ml (R1D):

R1D = 33.333 Tn/m

2.- Rodadura (R2) Fuerza Horizontal:R2r = 5%*s/c equivalente camion HS-20 = 0.395 Tn/m

3.- Reaccion por s/c (R3L)

R3L = 8.395 Tn/m

4.- Sismo (R4S), Fza Horizontal:

R4S = 1.667 Tn/m5.- Fuerzas Verticales:

Fi (Tn) Xi (m) Mi (Tn*m)

R1 33.333 3.55 118.333

R3 8.395 3.55 29.803

ΣPI 195.772 5.39 1056.118

TOTAL 237.500 1204.254

Xv = ΣMi /ΣPi = 5.071 m6.- Fuerzas Horizontales:

Fi (Tn) Xi (m) Mi (Tn*m)

Par 33.932 4.89 165.997

R2r 0.395 16.00 6.324

R4S 1.667 13.45 22.417TOTAL 34.327 194.737

Yv = ΣMi /ΣPi = 5.673 m

7.- Punto de aplicaci n de la resultante:z = ΣMi /ΣFi = 0.820 m

e = (B/2)-(Xv-z) = -0.001 m < B/6 OKB/6 = 1.417 m

Consideraciones de A (Ancho de Estribo para analisis):

A = 1m (Longitud de analisis.)


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Fv = ΣFi

8.- Chequeos :Chequeo de compresiones y tracciones:

σmax = (Fv/(A*B)*(1+(6*e/B)) = 27.9 Tn/m2 < σt OKσmin = (Fv/(A*B)*(1-(6*e/B)) = 28.0 Tn/m2

Esfuerzo de compresion del concreto :f c = 0.4*f'c = 1120 Tn/m2

por lo tanto:σmax < f c OK

Chequeo al volteo :FSV = ΣMiX /ΣMiy = 6.18 > 2 OK

Chequeo al deslizamiento :FSD = ΣFix*f/ΣFiy = 4.15 > 1.5 OK

C).- Diseño.

1.- REFUERZO CIMENTACION TALON ANTERIOR:sd = 27.9 Tn/m2

Vu=hz*z*A*gc - 0.5* smax+sd)*z = -110.09Tndc = hz-recub. = 1.33m

Vc = 0.53*Ø*(f c)1/2*b*d = 99.88Tn Vc > Vu ok

Mu = z2 /6*(σd+2σmax - 3gc*hz*A) = 154.12Tn

Calculo del Refuerzo:

As=(0.85-(0.7225-(1.7*Mact*105/0.9*f'c*A*d2))1/2*f'c*A*d/fy = 31.43 cm²

Asmin = 0.0018*A*d = 23.85 cm²

Separación de varillasØasumido= 1 Øb= 2.54 cm Av=5.07cm²

s=Befec*(Avasumido/Asc) = 8.082 cm

USAR Ø1"@0.10m

2.- REFUERZO HORIZONTAL PANTALLAPantalla del Muro: Analizando varias secciones con el objeto de disminuir armadura a medidaque el momento es menor.

Par

1

23 54

B

bn

H

c

hz

f

d

e

ml

a

D+L+S

8

7

6

9

Contrafuerte

Lf (Fuerza Frenado)

10

11

z k

y

xc/2

EQ (Carga Sismo)

S/C Vehicular

a

dar

Talon Anterior

a

Mto.

Df

V

M

(Resultante)

h1

h2

h3

Diagrama de Momentos

Empuje Lateral del Rellenosminsmax sd

1

2

3

1

2

3

Pas=(Ca*Pe*hs) Pa=(Ca*Pe*H)

1

23 54

bn

c

d

e

ml

D+L+S

6

y

x

S/C Vehicular

3


4/6




De la figura (Empuje laterla del Relleno:A una altura de (H-hz)/3:

Pa = C*gr *(H-hz)/3 = 1.39 Tn/m

Pas = C*gr *h' = 0.17 Tn/m

Momento Debido al Empuje :

M(+)e = ((Pa+Pas)*S'2)/24 = 0.47 Tn*m

M(-)e = ((Pa+Pas)*S'2)/12 = 0.95 Tn*m

Momento Debido a la Fza de Frenado(Lf) :MLf = Lf *((H-hz)/3)+Y) = 2.40 Tn*m

Momento Debido al Sismo :Ms = EQ*(H-hz)/3)-c/2) = 6.36 Tn*m

Calculo del Refuerzo Positivo:

M(+)u = 1.5Me+1.75Ms+MLf = 11.27 Tn*m

dM1 = ((k+m)/3)-recub.M = 0.34m

As(+)

1=(0.85-(0.7225-(1.7*Mact*105/0.9*f'c*A*d2))1/2*f'c*A*d/fy = 8.88 cm²

Asmin = 0.0018*A*d = 6.18 cm²

Separación de varillas

Øasumido= 5/8 Øb= 1.59 cm Av=1.98cm²s=Befec*(Avasumido/Asc) = 22.279 cm

USAR Ø5/8"@0.20m

Calculo del Refuerzo Negativo:

M(-)u = 1.5Me+1.75Ms+MLf = 11.98 Tn*m

As(-)


Separación de varillasØasumido= 5/8 Øb= 1.59 cm Av=1.98cm²


USAR Ø5/8"@0.20m

A una altura de (H-hz)/2:

Pa = C*gr *(H-hz)/2 = 2.54 Tn/m

Por lo tanto Mto debido al empuje lateral:

M(+)e = ((Pa+Pas)*S'2)/24 = 0.82 Tn*m

Momento Debido a la Fza de Frenado(Lf) :

MLf = Lf *(h1+Y) = 5.77 Tn*m

Momento Debido al Sismo :Ms = EQ*(h1-c/2) = 20.08 Tn*m

FinalmenteCalculo del Refuerzo Positivo:

M(+)u = 1.5Me+1.75Ms+MLf = 31.42 Tn*m

dM2 = (k+m)-recubM = 1.11 m

As(-)


wS'

s

Contrafuerte

Mto. Refuerzo Hor izontal

2

241

wS'2

121

muro

s

Contrafuerte

Par

B

H

hz

f 8

7

9

Contrafuerte

10

11

z k

dar

Talon Anterior

(Resultante)

Empuje Lateral del Relleno

1

2

Pas=(Ca*Pe*h')

Pa=(Ca*Pe*H)


5/6




Asmin = 0.0018*A*d = 19.98 cm²


s=Befec

*(Avasumido

/Asc

) = 9.907 cm

USAR Ø5/8"@0.10m

Calculo del Refuerzo Negativo:

M(-)e = ((Pa+Pas)*S'2)/12 = 1.65 Tn*m

Finalmente

M(+)u = 1.5Me+1.75Ms+MLf = 32.65 Tn*m

As(-)


Asmin = 0.0018*A*d = 19.98 cm²

Separaci n de varillasØasumido= 5/8 Øb= 1.59 cm Av=1.98cm²


USAR Ø5/8"@0.10m

3.- REFUERZO VERTICAL PANTALLA

Pa = C*gr *(H-hz)/3 = 4.17 Tn/m

Pas = C*gr *h' = 0.17 Tn/m

M1(-)

e = 0.03*(Pa+Pas)*(H-hz)2*{S'/(H-hz)} = 4.50 Tn*m

Calculo del Refuerzo Negativo:M(-)u = 1.6M1

(-)e = 7.20 Tn*m

dM = (k+m)-recubM = 1.11 m

As(-)


Asmin = 0.0015*A*d = 16.65 cm²



USAR Ø3/4"@0.175m

Calculo del Refuerzo Positivo:

M2(+)

e = M1(+) /2 = 2.25 Tn*m

M(+)u = 1.6M1(+)

e = 3.60 Tn*m

dM = (k+m)-recubM = 1.11 m

As(-)


Asmin = 0.0015*A*d = 16.65 cm²



USAR Ø3/4"@0.175m

4.- REFUERZO CIMENTACION TALON POSTERIOR:Cargas en el talon posterior

q1=gc*hz+gr *(H-hz)+s/c = 28.65 Tn/m2

sd = 15.0 Tn/m2

qd1MAX=q1-smaxd = 13.7 Tn/m2

qd1MIN=q1-smin = 0.7 Tn/m2

H

1

2-M

-0.03pH2

HS'M - =

M+ =2

1

H/3

H/2

Mto. Refuerzo Vertical


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Por lo tanto:

M(-) = qdMAX*S'2 /12 = 8.32 Tn*m

dc = hz-recub. = 1.33m

As

(-)

1=(0.85-(0.7225-(1.7*M

act*105/0.9*f'c*A*d2))1/2*f'c*A*d/fy = 1.66 cm²

Asmin = 0.0015*A*d = 19.88 cm²



USAR Ø3/4"@0.15 m

5.- REFUERZO CONTRAFUERTE:Refuerzo en la Base:Momento Debido al Empuje Lateral de Tierras:

dar = 4.27m

Par = 0.5*(gr *(H-hz)*((H-hz)+2h'))*C = 27.77 Tn/m

Mar = Par *dar = 118.50 Tn*mMomento Debido a la Fza de Frenado(Lf) :

MLf = Lf *((H-hz)+Y) = 5.77 Tn*m

Momento Debido al Sismo :Ms = EQ*(H-hz))-c/2) = 20.08 Tn*m

Vu = 1.6*(Par +Lf +EQ) = 57.59 Tn

Mu = 1.6*(MPar +MLf +MEQ) = 230.96 Tn*m

dc = 5.66 mTension en el acero (T) :

cosjº = 0.31senjº = 0.95

T = Vcosjº + (M/d)*senjº = 56.61 Tn

As=(T/Φ*f y) = 14.97 cm²USAR 3Ø1"+1Ø3/4"

Refuerzo a H/3:Momento Debido al Empuje Lateral de Tierras:

dar = 2.84m

Par = 0.5*(gr *((H-hz)/3)*(((H-hz)/3)+2h'))*C = 3.54 Tn/m

Mar = Par *dar = 10.08 Tn*mMomento Debido a la Fza de Frenado(Lf) :

MLf = Lf *(((H-hz)/3)+Y) = 2.40 Tn*m

Momento Debido al Sismo :Ms = EQ*((((H-hz)/3))-c/2) = 5.86 Tn*m

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