Viga 40 Lorenzo

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 DISEÑO DE LA VIGA POSTENSADA "PROYECTO PUENTE VEHICULAR Y ACCESOS SAN LORENZO " L=40 mts. (lu ! #t$%&' HS)* AASHTO  Propiedades:de la viga Altura de la viga  h 2. 2 := Ancho ala inferior  b b 80 c := Ancho ala superior  b t 1.2 := Espesor ala inferior  t b 19 c := Espesor ala superior  t t 11 c := Espesor ala inclinada inferior b 15 c := Espesor ala inclinada t 10 c := Espesor del alma  b w 20 c := Peso especifico del H°  γ c 200  kgf m ! := "ongitud de calculo de la viga  L !9. 0 := Altura de la losa  h f 0. 2:=  #umeor de vigas  N vigas 2 := $eparacion entre vigas  S 2.5:= %raccion de carga  f e 1.92 :=

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 DISEÑO DE LA VIGA POSTENSADA "PROYECTO PUENTE VEHICULAR Y ACCESOSSAN LORENZO "L=40 mts. (lu ! #t$%&' HS)* AASHTO 

 Propiedades:de la viga

Altura de la viga   h 2.2:= Ancho ala inferior    bb 80c:=

Ancho ala superior    bt 1.2:= Espesor ala inferior    tb 19c:=

Espesor ala superior    tt 11c:= Espesor ala inclinada inferior t´b 15c:=

Espesor ala inclinada t t 10c:= Espesor del alma   bw 20c:=

Peso especifico del H°   γ c 200 kgf 

m!

:=

"ongitud de calculo de la viga   L !9.0⋅:=

Altura de la losa   hf  0.2⋅:=

 #umeor de vigas   Nvigas 2:=

$eparacion entre vigas   S 2.5⋅:=

%raccion de carga   f e 1.92:=

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Area 

Acp   bb   tb⋅  bb   bw−

2t´b⋅+   bt   tt⋅+

  bt   bw−

2t t⋅+   h tt−   tb−( )   bw⋅+:=   Acp &590 cm

2⋅=

Acp 11&'.52 in2⋅=

Peso propio

Wo   Acp γ c⋅:=   Wo 1821.' kgf 

m⋅=

Localizacion del eje neutro de la seccionArea

A1 bb   tb⋅:=   A1 0.152m2=

(ra)o

y1 htb

2−:=   y1 2.105m=

*omento estatico

A1 y1⋅ 0.!2m

!

=

A1 y12⋅ '&!51580 cm

⋅=+nercia

I1 bb

tb!

12⋅:=   I1 5&2'.''& cm

⋅=

AreaA2

bb   bw−

2t b⋅:=   A2 0.05m

2=

(ra)o

y2 h tb−   t´b

!−:=   y2 1.9'm=

*omento estatico

A2 y2⋅ 0.088m!

=

A2 y22

⋅ 1&28&200   cm

⋅=

+nercia

I2 bb   bw−( )  t´b

!

!'⋅:=   I2 5'25 cm

⋅=

AreaA3 bt   t⋅:=   A3 0.1!2m

2=

(ra)o

y3tt

2:=   y3 0.055m=

*omento estatico

A3 y3⋅ &2'0   cm!

⋅=

A3 y32

⋅ !99!0   cm

⋅=

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+nercia

I3 bt

tt!

12⋅:=   I3 1!!10  cm

⋅=

Area

A4

bt   bw−

2 t´⋅:=   A4 0.05 m

2

=(ra)o

y4 tt

t t

!+:=   y4 0.1!m=

*omento estaticoA4 y4⋅ &1''.''&   cm

!⋅=

A4 y42

⋅ 102&22.222   cm

⋅=

+nercia

I4 bt   bw−( )

  t t!

!'⋅:=   I4 2&&&.&&8  cm

⋅=Area

A5 h tt−   tb−( )   bw⋅:=   A5 0.!8m2

=

(ra)o

y5 tt

h tt−   tb−

2+:=   y5 1.0' m=

*omento estatico

A5 y5⋅ 0.0!m!=

A5 y5

2

⋅ 2'9'800 cm

⋅=+nercia

I5h tt−   tb−( )

!

12bw⋅:=   I5 11!1'''.''&   cm

⋅=

,oordenadas del centrode gravedad

  c1p

A1 y1⋅   A2 y2⋅+   A3 y3⋅+   A4 y4⋅+   A5 y5⋅+A1 A2+   A3+   A4+   A5+

:=   c1p 108.&&  c⋅=

c2p   h c1p−:=   c2p 111.25! c⋅=

Momento de inercia

Icp   I1 I2+   I3+   I4+   I5+   A1 y12⋅+   A2 y2

2⋅+   A3 y32⋅+   A4 y4

2⋅+   A5 y52⋅+   c1p

2Acp⋅−:=

Icp 9219!&.'2 cm⋅=

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Modulo de la seccion

S1p

Icp

c1p

:=   S1p 52'05.8'8 cm!⋅=

S2p

Icp

c2p:=   S2p 20&.5'& cm!⋅=

Resumen de las propiedades

h 2.2m=   bb 0.8m=   Wo 1821.' kgf 

m⋅=   c2p 111.25! c⋅=   γ c 200

 kgf 

m!

⋅=

bt 1.2m=   tb 0.19 m=   Acp 0.&59m2=   S1p 0.5! m

!=   Icp 0.92 m=

tt 0.11m=   t´b 0.15 m=   c1p 108.&& c⋅=   S2p 0.2 m

!

=

t t 0.1m=   bw 0.2m=

 Propiedades de los Materiales

Resistencia a la rotura de la losa:

f closa 210  kgf 

cm2

⋅:=

Resistencia a la rotura de la viga:

f cviga !50

 kgf 

cm2⋅:=

Factor de Corrección de resistencia:

ηc

f cviga

f closa

:=   ηc 1.291=

Cables de preesfuerzo

f p 18&29  kgf 

cm2

⋅:= -2&0 /

f pi 0.&0 f p⋅:=

f pi 1!110.! kgf 

cm2

⋅=

f pe 0.82 f p⋅:=

f pe 10&50.'  kgf 

cm2

⋅=

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 Propiedades de la sección compuesta

 L la longitud de la viga,h

 el espesor de la losa y s la separación entrevigas todo en metros!

"l anc#o efectivo del pat$n %be& ser' el menor de:

L !9.m=   hf  0.2m=   S 2.5m=

be

L

:=   be 9.85 m=

NN

L

12 hf ⋅   bt+

S

 

   

:=   NN

9.85

!.'

2.5

 

 

 m=

be 12 hf ⋅   bt+:=   be !.'m=

be   S:=   be 2.5m=

entonces be   min NN- /:=be 2.5m=

Area "fectiva de la losa:

be 2.5m=   hf  0.2m=

AL   be

hf 

ηc

⋅:=   AL 0.!8&m2=

Para la seccion compuesta

c2c

Acp c2p⋅   AL   hhf 

2+

  

  

⋅+

Acp   AL+:=   c2c 1.51 m=,oordenadas del centro

de gravedad de la seccion

compuestac1c   h c2c−:=   c1c 0.'8' m=

c3c   c1c   h+:=   c3c 0.88' m=

+nercia de la

seccion

compuesta

Icc   Icp   Acp   c2c   c2p−( )2⋅+

  be

ηc

hf !

12⋅+   AL   c1c

hf 

2+

  

  

2

⋅+:=   Icc 0.855 m=

*odulo de la seccion de

la seccion compuesta

S1c

Icc

c1c

:=   S1c 1.2' m!=

S2c

Icc

c2c

:=   S2c 0.5'5 m!=

S3c

Icc

c3c

:=   S3c 0.9'5 m!=

f e 1.92=

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Cargas

rae prefaricada   Wo 1821.' kgf 

m⋅=

"osa W!p 200 kgf 

m!⋅   hf ⋅   S⋅:=   W!p 1200

kgf 

m⋅=

Carga viva AA()*+ Factor de impacto

15.2   m⋅

L !8  m⋅+0.19&=   L !9.m=

"inpacto 115.2   m⋅

L !8  m⋅++:=   "inpacto 1.19&=

Momentos Ma,imos

Por peso propio

#o   Wo

L2

8⋅:=   #o !5!&2.!&2 kgf ⋅⋅=

Por losa #umeda

#!p   W!p

L2

8⋅:=   #!p 2!285 kgf ⋅⋅=

Por diafragma

h´ h tb−( ):=   h 2.2m=

Segn las lineas !e inflencia tenemos%

#&   h´ 0.20⋅   m S

1⋅ 5m 10m+ 5m+- /⋅ 200⋅

  kgf 

m!

:=   #& 820m kgf ⋅=

Por capa de rodadura

#'o!   S 5⋅  kgf 

m2

⋅  L

2

8⋅:=   #'o! 218!0.0'! kgf ⋅⋅=

Por bordillo aceras y pasamanos

(ace'a 180kgf 

m⋅:= acera

(bo'!illo 25!.8 kgf 

m⋅:=  ordillo

!00 kgf 

m⋅  arandado

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#sp   (ace'a   (bo'!illo+ !00 kgf 

m⋅+ 

   

L2

8⋅

2

Nvigas

⋅:=   #sp 12!90.221  kgf ⋅⋅=

Por carga viva

# 1.25 288800⋅   kgf ⋅:=   )S * 25 ,arga estandar para camiones de la AA$H3

#imp   #1

2⋅   "inpacto⋅   f e⋅:=   #imp !22!!2.1! m kgf ⋅=

#imp !22!!2.1! kgf ⋅⋅=   "inpacto 1.19&=

-umero re.uerido de torones

ec   c2p 0.1⋅−:=   ec 0.89! m=

f 2(e−

Acp

(e ec⋅

S2p

−  #o

S2p

+  #!p

S2p

+  #imp

S2c

+  #&

S2c

+  #'o!

S2c

+  #sp

S2c

+:=  (e

#sp   #'o!+   #&+   #!p( )+   #o( )+ &98&8'.'55  kgf ⋅⋅=

f cviga !50 kgf 

cm2

⋅=+,A-

  #sp   #'o!+   #&+   #!p+   #o+   #imp+( )⋅

L:=

f ts 1.'   f cviga

kgf 

cm2

⋅⋅:=   f ts 29.9!!  kgf 

cm2

⋅=

+,A- 125.'  tonf ⋅=

(e

1

1

Acp

ec

S2p

+

#o

S2p

#!p

S2p+

  #imp

S2c+

  #&

S2c+

  #'o!

S2c+

  #sp

S2c+   f ts−  ⋅:=   (e 591521.!!8 kgf ⋅=. ! +,A-⋅ 0tonf +

8.m 1⋅  kgf 

cm2

.9& m=:=

(i

(e

0.82:=   (i &21!'&.85  kgf ⋅=

Ap

(i

f pi

:=   Ap 55.02! cm2⋅=

NtAp

0.98cm2

:=   Nt 5'.1'=

Nt '0:=   /sa'

Ap   Nt 0.98⋅   cm2:=   Ap 58.8 cm

2⋅=

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"sfuerzo de Fle,ion

(i   f pi  Ap⋅:=   (i &&0885.' kgf ⋅=

(e   f pe Ap⋅:=   (e '!212'.225 kgf ⋅=

 "sfuerzos del Concreto en la transferencia t/0

"n el e,tremo

ee 20 c⋅:=

f 1(i−

Acp

(i

ee

S1p

⋅+:=   f 1 '&.502−  kgf 

cm2

⋅=

f 2(i−

Acp

(i

ee

S2p

⋅−:=   f 2 1!'.1'−  kgf 

cm

2⋅=

"n el centro del claro

f 1(i−

Acp

(i

ec

S1p

⋅+  #o

S1p

−:=   f 1 2&.'5−  kgf 

cm2

⋅=

f 2(i−

Acp

(i

ec

S2p

⋅−  #o

S2p

+:=   f 2 1&&.191−  kgf 

cm2

⋅=

Contra los siguientes esfuerzos admisibles

f ci 0.8− 0.'⋅   f´cvig⋅:=   f ci 1'8−  kgf 

cm2

⋅=   -omp'esion

f ti 1.1  kgf 

cm2

⋅:=   0ension

 Los esfuerzos calculados en la transferencia son satisfactorios

"sfuerzos del Concreto despues de las perdidas con carga viva en elcentro del claro */infinito

"cuaciones 12 y 13

Parte superior de la seccion prefabricada

f 1(e−

Acp

(e

ec

S1p

⋅+  #o

S1p

−  #!p

S1p

−  #imp

S1c

−  #&

S1c

−  #'o!

S1c

−  #sp

S1c

−:=   f 1 1!1.09−  kgf 

cm2

⋅=

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Parte inferior de la seccion prefabricada

f 2(e−

Acp

(e

ec

S2p

⋅−  #o

S2p

+  #!p

S2p

+  #imp

S2c

+  #&

S2c

+  #'o!

S2c

+  #sp

S2c

+:=   f 2 1'.!92  kgf 

cm2

⋅=

f 3#imp−

S3c ηc⋅:=   f 3 25.8&8−

  kgf 

cm2

⋅=   f 3 Parte superior de la losa

f 4#imp−

S1c ηc⋅:=   f 4 20.0!8−

  kgf 

cm2

⋅=   f  Parte inferior de la losa

Contra los siguientes esfuerzos admisibles

f cs de la viga -comp./ 0.0−   f cviga⋅ 10−

  kgf 

cm2⋅=

f cs de la losa -comp./ 0.0−   f closa⋅ 8−  kgf 

cm2

⋅=

f ts de la viga -tens./ 1.'   f cviga

kgf 

cm2

⋅⋅ 29.9!! kgf 

cm2

⋅=

 Los esfuerzos calculados despues de las perdidas son satisfactorios

Momento de agrietamiento

f ' 1.989   f cviga

kgf 

cm2

⋅⋅:= ecuacion 2

f ' !&.211 kgf 

cm2

⋅=

#c'   (e

S2c

Acp

⋅   (e ec⋅  S2c

S2p

⋅+   f ' S2c⋅+:=

#c' 10100.859 kgf ⋅⋅=

Calculo del factor de seguridad contra el agrietamiento:

"c'

#c'   #o−   #!p−   #&−   #'o!−   #sp−

#imp

:=

"c' 1.8'8=

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Resistencia a fle,ion 4 Momento ultimo

f pe

f p

0.5&= 0.50> Por lo tanto usar ecuacion 2' para f ps

! c1p   hf +   ec+:=

be 2.5m=

! 2.18m=

ρρAp

be  !⋅:=

f ps   f p 1   ρρf p

2 f´cviga⋅⋅−

 ⋅:=

f ps 18188.!55  kgf 

cm2⋅=

a   ρρ  f ps⋅  !

0.85 f´cviga⋅⋅:=

ecuacion 25 o !5

a 1.!&9   c⋅=

a 20< Por lo tanto usar ecuacion para vigas rectangulares

f closa 210  kgf 

cm2

⋅=   be 2.5m=

Ap

f ps

be

ηc

!⋅  

f closa⋅

⋅ 0.121= ecuacion !'

0.0&5 0.!0< usar ecuacion para vigas surefor)adas

#n   Ap  f ps⋅   !a

2−  ⋅:=

#n 2255'!.5!' kgf ⋅⋅=

φ  1:=

#

1.!0

φ  #o   #!p+   #&+   #'o!+   #sp+

5

!#imp⋅+  ⋅:= ecuacion 18

# 1&!'808.9'1 kgf ⋅⋅=

#n   #>   ok ! ecuacion 1'

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Comparacion del re.uisito de la AA()*+

φ  #n

#c'

⋅   > 1.2

#n 2255'!.5!' kgf ⋅⋅=

φ  #n

#c'

⋅ 1.'09=   mayo' e 12 ok

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 Cortante en el alma

Cortante de los cuartos del claro

Por peso propio

o   Wo

L

⋅:=   o 1&92.&' kgf ⋅=

Por losa #umeda

!p   W!p

L

⋅:=   !p 11820 kgf ⋅=

Por diafragmas

Segn lineas !e inflencia

W&   h´ 0.2⋅   m S

1⋅ 200

 kgf 

m!

⋅  ⋅ 1 0.&5+ 0.5+ 0.25+- /⋅1

L⋅:=   W& 15!.0'

  kgf 

m⋅=

&   W&

L

⋅:=   & 150&.5 kgf ⋅=

Por capa de rodadura

W'o! 125 kgf 

m⋅:=

'o!   W'o!

L

⋅:=   'o! 12!1.25 kgf ⋅=

Por acera bordillo y pasamanos

Wsp   (ace'a   (bo'!illo+ !00kg f 

m⋅+:=   Wsp &!!.8

kgf 

m⋅=

sp   WspL

⋅:=   sp &22&.9! kgf ⋅=

Por carga viva

5   1.25 !0850⋅   kgf ⋅:=   )S *25AAS)06

imp   0.5⋅   "inpacto⋅   f ⋅:=   imp !!1.98 kgf ⋅=

Cortante ultimo

φ   1:=

1.!0

φo   !p+   &+   'o!+   sp+

5

!imp⋅+  ⋅:=   12'250.82' kgf ⋅=

c 0.0' f´cviga⋅   bw⋅   7⋅ ⋅:=   7

c 0.0' f cviga⋅   bw⋅   !a

2−  ⋅:=   c 8850.!05 kgf ⋅=

Av 2 0.&9⋅   cm2⋅:=   φ18

f y 2800 kgf 

cm2

⋅:=

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s'e 2 f y⋅   Av⋅!

  a

2−

  c−⋅:=   s'e 9.'2 c⋅=

sma9   Av

f y

&.0!  kgf 

cm2

⋅   bw⋅⋅:=   sma9 !1.'5  c⋅=e10 c 420

Cortante #orizontalhf  0.2m=   bt 1.2m=

:be

ηc

hf ⋅   c3c

hf 

2−

  

  

⋅:=

: 0.!05m!

=

v  

:

Icc bt⋅⋅:=

v !.&& kgf 

cm2

⋅= !.8'8 21.1<   co''ecto!

Armadura de piel

h 2.2m=

100As

bw 2 !⋅   h−- /⋅⋅ 0.05≥

As 0.05  bw⋅2  !⋅   h−

100⋅:=

As 2.1' cm2⋅=

φ18 c 420  Por cara

 5eterminación de Flec#as

El cálculo de las deflexiones debidas a las cargas externas es similar al de las vigasno preesforzadas. Mientras el concreto no se agriete, la viga puede tratarse como un cuerpohomogeneo y se le aplica la teoría elástica usual para el cálculo de deflexiones.

5efle,ión Admisible

#o   #!p+   #&+   #'o!+   #sp+ &98&8'.'55  kgf ⋅⋅=

L 000   c⋅:=   δa!m

L

800:=   δa!m 5 c⋅=

f´c !50 kgf 

cm2

⋅:=   Icp 9219!&.'2  cm⋅=

γ  2.:=

,c   γ 1.5

200⋅   f c

kgf 

cm2

⋅⋅:=

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,c 2921'.155  kgf 

cm2

⋅=

5ebido a las cargas muertas:

!

8

L2

#o   #!p+   #&+   #'o!+   #sp+( )⋅:=

! !9.9!9  kgf 

cm⋅= δ!

5

!8!⋅

  L

,c Icp⋅⋅:=   δ! 9.259 c⋅=

eido a la carga viva   # !'1000   kgf ⋅⋅=

L 8

#

2

L2

:=   L 9.025 kgf 

cm⋅=

δL

5

!8L⋅

  L

,c Icp⋅⋅:=   δL 2.092 c⋅=

5ebido alpreesfuerzo

(e ec⋅8

L2

⋅:=   2820.9&1 kgf 

m⋅=

δpi

5 ⋅   L

!8

1

,c Icp⋅⋅:=   δpi '.5!9 c⋅=

Flec#a finalδfi   δ!   δL+ δp−:= δfi .811 c⋅=

f y- / 11.&'  y⋅ 11.&'  y !0−- /+ 11.&'  y '0−- /+ 11.&'  y 90−- /+ 11.&'   y 120−- /+:=

y !:=

y 'oot f y- /   y,- /:=

y '0=

;1 ycm c2p+:=   ;1 1&1.25! c⋅=

;2 y cm !0cm−   c2p+:=   ;2 11.25!   c⋅=

;3 y cm '0cm−   c2p+:=   ;3 111.25!   c⋅=

;4 y cm 90cm−   c2p+:=   ;4 81.25! c⋅=

;5 y cm 120cm−   c2p+:=   ;5 51.25!   c⋅=   c2p 1.11! m=

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  *rayectoria de los cables

La ecuación general es

;2

L2

;a 2 ;b⋅−   ;c+( )⋅   <2⋅

1

L!−   ;a⋅  ;b⋅+   ;c−( )⋅   <⋅+   ;a+

6A+#A 1;a   ;1:=   ;b 0.09:=   ;c   ;1:=A - 0 0.0 /

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L 0:=, - 2& 0.0 /

A2

L2

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L!−   ;a⋅  ;b⋅+   ;c−( )⋅:=

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A 0.0005m=   . 0.1'181!−   m=   - 1.&125!m=

; A <2⋅   . <⋅+   -+:=   <   ; 0.0005<2 0.1'181! <⋅− 1.&125!+

6A+#A 2;a   ;2:=   ;b 0.1'&:=   ;c   ;2:=A - 0 0.&0 /

( - 1!.5 0.1'& /   L 0=   ;2 1.1!m=

, -2& 0.&0 /

A2

L2

;a 2 ;b⋅−   ;c+( )⋅:=   .1

L!−   ;a⋅  ;b⋅+   ;c−( )⋅:=   - ;:=

A 0.00!1128 m=   . 0.1251!−   m=   - 1.125! m=; 0.00!1128  <

2⋅ 0.1251!  <⋅− 1.125!+

6A+#A !;a   ;3:=   ;b 0.1'&:=   ;c   ;3:=A - 0 100 /

( - 1!5 0.1'& /   L 0=   ;3 1.11! m=

, -2& 100 /

7/18/2019 Viga 40 Lorenzo

http://slidepdf.com/reader/full/viga-40-lorenzo 16/17

A2

L2

;a 2 ;b⋅−   ;c+( )⋅:=   .1

L!−   ;a⋅  ;b⋅+   ;c−( )⋅:=   - ;:=

A 0.002!'28 m=   . 0.0951!−   m=   - 1.1125! m=

; 0.002!'28  <2

⋅ 0.0951!  <⋅− 1.1125!+

6A+#A ;a   ;4:=   ;b 0.1'&:=   ;c   ;4:=A - 0 100 /

( - 1!5 0.1'& /   L 0=   ;4 0.81!m=

, -2& 100 /

A2

L2

;a 2 ;b⋅−   ;c+( )⋅:=   .1

L!−   ;a⋅  ;b⋅+   ;c−( )⋅:=   - ;:=

A 0.001'128 m=   . 0.0'51!−   m=   - 0.8125! m=; 0.001'128  <

2⋅ 0.0'51!  <⋅− 0.8125!+

6A+#A 5;a   ;5:=   ;b 0.1'&:=   ;c   ;5:=A - 0 100 /

( - 1!5 0.1'& /   L 0=   ;5 0.51!m=

, -2& 100 /

A2

L2

;a 2 ;b⋅−   ;c+( )⋅:=   .1

L!−   ;a⋅  ;b⋅+   ;c−( )⋅:=   - ;a:=

A 0.0008'28 m=   . 0.0!51!−   m=   - 0.5125!m=

; 0.0008'28 <2⋅ 0.0!51!  <⋅− 0.5125!+

7/18/2019 Viga 40 Lorenzo

http://slidepdf.com/reader/full/viga-40-lorenzo 17/17

 ! continuación se presenta las coordenas correspondientes a las vainas, "ue estanredondeadas a los tres decimales.

PR+6R"(78A +R5"-A5A +R5"-A5A +R5"-A5A +R5"-A5A +R5"-A5A

CA5A 10 cm 8A7-A 2 8A7-A 9 8A7-A 8A7-A 3 8A7-A 1

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