diseño de losas perpendicular al tráfico

1

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAFACULTAD DE INGENIERIA CIVILDEPARTAMENTO DE ESTRUCTURAS

DISEÑO DE LOSAS PERPENDICULAR AL TRÁFICO

a = 2.00 m Luz menor entre apoyos

b = 30.00 m Luz mayor entre apoyos

ba=302

=15>1.5 S = 2000 mm < 4600 mm, usamos 4.6.2.1.3 – 1

M ETRADO DE CARGAS

CARGAS PERMANENTES:

Peso propio: W losa = 0.18*2.4 = 0.432 ton/m2 Asfalto: W asfalto = 0.05*2.2 = 0.11 ton/m2 Vereda: w vereda = 0.4167 ton/m2 Parapeto y baranda: W p + b = 0.347 ton/m

DISEÑO DE PUENTES Y OBRAS DE ARTE GRUPO 8

2


1. MOMENTO FLECTOR EN 204 DEBIDO A CARGAS PERMANENTES

Utilizamos los valores de la línea de influencia del libro de Richard Burker & Pucket debido a que los valores de la línea de influencia son similares para 4 vigas de apoyo (Nb = 4)

M losa:

DC1: 0.432∗(0.0935– 0.0195+0.0053 )∗22=0.1370 ton−m /m

DC2: 0.432∗(−0.246 )∗1.62∗1.42

1.62=−0.2083 ton−m /m

M asfalto:

DW1: 0.11∗(0.0935 –0.0195+0.0053 )∗22=0.03488ton−m/m

DW2: 0.11∗(−0.246 )∗1.62∗0.62

1.62=−0.0097 ton−m /m

M vereda:

DC3: 0.4167∗(−0.246+ 0.246∗0.621.62 )∗1.62=−0.2255 ton−m /m

M parapeto + baranda:

DC4: 0.347∗(−0.492 )∗1.6=−0.2732ton−m /m


3


MOMENTO FLECTOR EN 204 DEBIDO A S/C HL – 93

Como: S < 4600 mm No consideramos el Lane Load, según AAHSTO 3.6.1.3.3

M HL-93 = MLL + MIM = TRUCK * 1.33

MLL = m∗PE

∗∑ lim ¿204 ¿ , un carril cargado m = 1.2

Calculamos E:

E = 0.66 + 0.55 * S = 0.66 + 0.55 * 2.0 = 1.760

Ahora analizaremos para las cargas del TRUCK y el TANDEM

MTRUCK = 1.2∗7.271.76

∗(0.204−0.0305 )∗2=1.72 M HL-93 = 1.72 * 1.33 = 2.2876 ok


4


MTANDEM = 1.2∗5.51.76

∗(0.204 )∗2=1.72 M HL-93 = 1.53 * 1.33 = 2.0345

Entonces elegimos el M HL-93 dado por el TRUCK

Calculamos M 204+:

M 204+ = 0.95∗[0.9∗(DC2+DC3+DC4 )+1.25∗DC1+1.5∗DW 1+0.65∗DW 2+1.75 (M HL−93)]

M 204+ = 3.63 ton−m /m



M losa:

DC1: 0.432∗(−0.0663−0.0486+0.0132 )∗22=−0.175 ton−m /m

DC2: 0.432∗(0.135 )∗1.62∗1.42

1.62=0.1147 ton−m/m

M asfalto:

DW1: 0.11∗(−0.0663−0.0486+0.0132 )∗22=−0.0447 ton−m /m

DW2: 0.11∗(0.135 )∗1.62∗0.62

1.62=0.00534 ton−m /m


5


M vereda:

DC3: 0.4167∗(−0.135+ 0.135∗0.621.62 )∗1.62=0.1237 ton−m /m


DC4: 0.347∗(0.270 )∗1.6=0.15ton−m/m




MLL = m∗PE


Calculamos E:

E = 1.22 + 0.25 * S = 1.22 + 0.25 * 2.0 = 1.720

Ahora analizaremos para las cargas del TRUCK y el TANDEM


6


MTRUCK = 1.2∗7.271.72

∗(−0.1029−0.0737 )∗2=−1.79 M HL-93 = -1.79 * 1.33 = -2.3807 ok

MTANDEM = 1.2∗5.51.72

∗(−0.1029−0.0634 )∗2=−1.27 M HL-93 = -1.27 * 1.33 = -1.6891

Entonces elegimos el M HL-93 dado por el TRUCK

Calculamos M 300-:

M 300- = 0.95∗[0.9∗(DC2+DC3+DC4 )+1.25∗DC1+1.5∗DW 1+0.65∗DW 2+1.75 (M HL−93)]

M 300- = -3.895 ton−m /m



M losa:

DC1: 0.432∗(0 )∗22=0 ton−m /m

DC2: 0.432∗(−0.5 )∗1.62∗1.42

1.62=−0.42336 ton−m /m

M asfalto:

DW1: 0.11∗(0 )∗22=0 ton−m /m


7


DW2: 0.11∗(−0.5 )∗1.62∗0.62

1.62=−0.0198 ton−m /m

M vereda:

DC3: 0.4167∗(−0.5+ 0.5∗0.621.62 )∗1.62=−0.45837 ton−m /m


DC4: 0.347∗(−1.0 )∗1.6=−0.552ton−m /m




MLL = m∗PE


Calculamos E:

E = 1.140 + 0.833 * X

X: Según AAHSTO 4.6.2.1.6, para vigas de acero es hasta un cuarto de ancho de ala a partir del eje de apoyo, pero en este caso consideraremos al eje para facilitar el análisis

X = 0.30

E = 1.39 m

Ahora analizaremos para las cargas del TRUCK y el TANDEM, pero debido a que el momento sólo se verá afectado por una de las llantas, entonces elegiremos la que tiene mayor carga, en este caso sería el TRUCK.


8


MTRUCK = 1.2∗7.271.39

∗(−1.0∗0.301.60 )∗1.6=−1.79 M HL-93 = -1.88 * 1.33 = -2.504

Calculamos M 200-:

M 200- = 0.95∗[1.25∗(DC2+DC3+DC4 )+1.5∗DW 2+1.75 (MHL−93)]

M 200- = -5.89 ton−m /m

CALCULO DE ACERO PARA LOS MOMOENTOS 204 + , 300 - Y 200 -

Calculo de cuantía balanceada:

ρb=β1∗0.85∗f

'cfy

∗[ 0.003∗Es0.003∗Es+ fy ]=0.85∗0.85∗2804200

∗[ 0.003∗21000000.003∗2100000+4200 ]

ρb=0.0289

Cuantía máxima:

ρmáx=0.50∗ρb

ρmáx=0.0145

Cuantía mecánica inicial:

w=ρmáx∗f

'cfy

w= 0.21675

Momento resistente de la sección:

Mn=∅∗b∗d2∗f ' c∗w∗(1−0.59w )∗105

Mn = 10.72 ton-m

Acero máximos:

ASmáx=w=ρmáx∗b∗d

ASmáx=21.675cm2

m


9


CALCULO DE ACERO PRINCIPAL EN 204

Momento último = 3.63 ton-m (cumple)

Calculamos kw: kw= Mu∗105

0.85∗∅∗f 'c∗b=16.95

Calculamos a: a=d−√d2−2Kw=1.03

Entonces: As=0.85∗f' c∗b∗afy

As = 5.83 cm2/m (cumple)Ø 1/2’’ @ 0.20 m As = 6.35 cm2/m

CALCULO DE ACERO DE DISTRIBUCION EN 204

Según AAHSTO 9.7.2.3:

3840√ S

≤67%, para S = 2000 tenemos: 85% ≤ 67%

Entonces utilizamos el 67%

Ast = 0.67 * 5.83 = 3.91 cm2/mØ 3/8’’ @ 0.17 m


Momento último = -3.985 ton-m (cumple)


0.85∗∅∗f 'c∗b=18.60




10





3840√ S

≤67%, para S = 2000 tenemos: 85% ≤ 67%


Ast = 0.67 * 6.41 = 4.29 cm2/mØ 3/8’’ @ 0.17 m


Momento último = -5.89 ton-m (cumple)


0.85∗∅∗f 'c∗b=27.50






3840√ S

≤67%, para S = 2000 tenemos: 85% ≤ 67%


Ast = 0.67 * 9.65 = 6.47 cm2/mØ 3/8’’ @ 0.11 m


11


ACERO DE TEMPERATURA

Atemp = 0.0018*18*100¿3 .24cm2 ∅ 1 /2@0 .25


diseño de losas perpendicular al tráfico

Engineering