Viga 40 Lorenzo
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7/18/2019 Viga 40 Lorenzo
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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:=
7/18/2019 Viga 40 Lorenzo
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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 /
;a 1&1.25! c⋅= ;c 1&1.25! c⋅=( - 1!.5 0.09 /
L 0:=, - 2& 0.0 /
A2
L2
;a 2 ;b⋅− ;c+( )⋅:= .1
L!− ;a⋅ ;b⋅+ ;c−( )⋅:=
- ;a:=
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 /
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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!+
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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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