PUENTES

ASIGNATURA: DISEÑO DE PUENTES

INTEGRANTES:

Obaldo andia juan

PROFESOR: whalter magina

2015

INGENIERIA CIVIL Página 1

PUENTES

PROBLEMA 1.Diseñar una alosa de puente simplemente apoyada de 9.5m de longitud, con armadura principal paralela al tráfico y la sección transversal que se

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muestra. Utilizar concreto f’c=201kg/cm2 y f’y=4200kg/cm2. La carga viva a utilizar es HL-93.

LUZ = 9.50 m

Solución:

A. Pre-dimensionamiento

tmin=1.2(S+3000)

30

tmin=1.2(9500+3000)

30=0.50mTomamost=0.50m

B. Diseño de franja interior(1.0m de ancho)

B.1. Momentos de flexión por cargas.

Carga muerta (DC):

W losa=0.50mx 1.0mx 2.4 Tm3

=1.2 Tm

MDC=W losax L2

8=1.2x 9.5

2

8=13.53T−m

Carga por superficie de rodadura (DW

W asf 2' '=0.05mx 1.0mx2.25 Tm3

=0.113 Tm

MDW=W asf 2' ' x L2

8=0.113 x9.5

2

8=1.27T−m

Carga viva (LL)Para el vehículo HL-93, y con la consideración de la carga dinámica (33%) en estado límite de resistencia I:

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M ¿+ℑ=72.92T−m

Siendo la luz del puente L=9.5m > 4.6m, el ancho de faja E para carga viva es aplicable. El momento se distribuye en un ancho de faja para carga viva E:

Caso de dos ó más vías cargadas:

E=2100+0.12√L IW I ≤WN L

L1=8m≤18m=8000mmW 1=8.4m≤18m=8400mm(2ó más vías)W 1=8.4m≤9m=8400mm (para1vía)W=ancho total=8.4m=8400mmN L=númerode vías

N L=w3.6

=7.63.6

=2SiendoW el ancho libre de lacalzada .

E=2100+0.12√9.500 x 8400≤ 8.42E=3.17≤4.2m

Caso de una via cargada:

E=250+0.42√L IW I

E=250+0.42√9500 x 8400=4.00m

El ancho de faja critico es E=3.17m

M ¿+ℑ=58.62T−m3.08m

=19.3 T−mm

B.2 Resumen de momentos flectores y criterios LRFD aplicables.

Momentos positivos por cargas (Franja Interior)

Resistencia1 :U=n[1.25DC+1.5DW +1.75 (¿+ℑ )] =59.06tn

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Carga M(+) T-mᵞ

Resistencia 1 Servicio 1 FatigaDC 8.64 1.25 1 0DW 0.90 1.5 1 0

LL+IM 19.03 1.75 1 0.75

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Servicio1:U=n [1.0DC+1.0DW +1.0 (¿+ℑ ) ]=37.8 tn Fatiga :U=n [0.75 (¿+ℑ ) ]=17.25 tn

B.3 Cálculo del aceroParael estado Límitede Resistencia1 , conn=nDnRnI=1M u=n [1.25DC+1.5DW+1.75 (¿+ℑ ) ]M u=1.25 (13.53 )+1.5 (1.27 )+1.75 (23.003 )=59.0675T−m

A s principal paralelo altráficoUtilizando A Sɸ=1’ ’ yunrecubrimiento r=2.5cm

z=2.5+ 2.542

=3.77 cm

d=50cm−3.77 cc=46.23 cm

AS=0.85 x f ' c xbxd

f yx (1−√1− 2x M u

0.85 x 0.9 x f c xbx d2 )

AS=0.85 x210 x100 x 46.23

4200x (1−√1− 2x59.06 x 105

0.85 x0.9 x 210 x 100 x 46.232 )=37.06 cm2

a=AS x f y

0.85 x f c xb= 34.54 x 42000.85 x210 x100

=8.13

La separación será : s= 5.137.06

=0.15

Usar1ɸ1 ’’@0.15m

ASmáximo

Una secciónnosobre reforzada cumplecon : cde

≤0.42

β1=0.85 para fc=¿210 kg

cm2¿

c= aβ1

=7.550.85

=8.88 cm

de=41.23 cmcde

= 8.8841.23

=0.22≤0.42OK !

ASmínimoLa cantidad de acero proporcionado debe ser capaz de resistir el menor valor de1.2Mcr y 1.33Mu:

1.2M cr=1.2 f r xS=1.2x 29.13kgcm2 x33750cm

3=11.8T−m

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Siendo

f r=0.63√ f cMPa=2.01√ f c kgcm2=2.01√210

kgcm2

=29.13 kgcm2

S=bx h2

6=100 x 45

2

6=33750 cm3

1.33M u=1.33 x45.45T−m=60.45T−mEl menor valor es 11.8 T-m y la cantidad de acero calculada (32.1 cm2) resiste Mu=45.45 T-m > 11.8 T-m OK!

ASdedistribución

%=1750√S

≤50%

%= 1750√8000

=19.57%

Asrepartido=0.1957 x 37.06 cm2=7.25cm2

Utilizando varillas ɸ 58

' '

, la separación será :s= 26.28

=0.32m

Usar1ɸ 58

' '

@0.32m

ASde tempera turaAstemp=0.0018 x Ag=0.0018 x 45 x100=8.1cm

2

Astemp=8.1cm2

2=4.05 cm2

capa

Utilizando varillas ɸ 12

' '

, laseparación será : s=1.294.05

=0.32m

Usar1ɸ 12

' '

@0.32m

B.4 Revisión de figuración por distribución de armadura.

Esfuerzomáximo del acero

f sa=Z

(dcA )13

≤0.6 f y

Para el acero principal positivo (dirección paralela al tráfico)

dc=2.5+2.542

=3.77 cm

b=espc del acero=16 cm

nv=númerode varillas=1

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A=(2dc) xb

nv=2x 3.77 cmx 16cm

1=120.64 cm2

Z=30000 Nmm

=30591 kgcm

f sa=30591

(3.77 x 120.64)13

=3978 kgcm

f sa≤0.6 x 4200kgcm2=2520

kgcm2

Esfuerzodel acero bajocargas de servicio

f s=M s cl

n

Para el diseño por Estado Límite de Servicio l, con n=nDnRnI=1M s=n[1.0M DC+1.0M DW+1.0M¿+ℑ]

M s=1.0 [1.0 x8.64+1.0 x0.90+1.0 x19.03 ]=28.57 T−mm

Para un ancho tributario de 0.16m

M s=28.57T−mm

x 0.16m=4.57T−m

E s=200000MPa=2039400 kgcm2

Ec=15344 √ f c=15344 √210=222356 kgcm2

n=Es

Ec=2039400222356

=9

Área de acero transformada:

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A st=relaciónmodularxÁreade aceroA st=9 x5.10 cm

2=45.9 cm2

Momentos respecto del eje neutro para determinar y:

16 y y2=45.9(41.23− y )

8 y2+45.9 y−1892.46=0

y=12.78cm ,c=41.23cm− y=28.45cm

Inercia respecto del eje neutro de sección transformada:

I=A stC2+b y3

3

I=45.9 x 41.232+ 16x 12.783

3=89158 cm4

Luego :

f s=M sCI

n=4.57 x105 x 28.45

89158x9=1312 kg

cm2

f s=1312kgcm2< f sa=2520

kgcm2

OK !

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