diseÑo de puente losa final pdf

INGENIERIA CIVIL PUENTES Y OBRAS DE ARTE

DISEO DE PUENTE LOSA

Disear una losa de puente simplemente apoyada de 15.0 m de longitud, con armadura principal paralela al trfico y la seccin transversal que se muestra. Utilizar concreto fc= 315 kg/cm2 y fy= 4200 kg/cm2. La carga viva a utilizar es HL-93.

SOLUCION:

A) Pre-dimensionamiento

Donde: S: luz del puente en mm.

B) Diseo de franja interior (1 m de ancho) B.1) Momentos de flexin por cargas Carga muerta (DC)

Wlosa = 0.72m x 1.0m x 2.4 T/m3 = 1.728 T/m donde: L: luz del puente en m.

S = 15000 mm

tmin = 0.72 m

Luz = 15.00

Mdc = 48.6 T-m


Carga por superficie de rodadura (DW)

Wasf 2 = 0.05m x 1.0m x 2.25T/m = 0.113T/m Donde: L: luz del puente en m.

Carga viva (LL):

De la Tabla APNDICE II-B, para vehculo HL-93, y con la consideracin de carga dinmica (33%) en estado lmite de Resistencia I:

Siendo la luz del puente L=15m > 4.6m, el ancho de faja E para carga viva es aplicable (Art. 4.6.2.1.2). El momento se distribuye en un ancho de faja para carga viva E:

Donde: L1 = 15 m


El ancho de faja crtico es E= 3.447m

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

Resistencia I: U = n[1.25DC+1.50DW+1.75(LL+IM)] Servicio I: U = n[1.0DC+1.0DW+1.0(LL+IM)] Fatiga: U = n[0.75(LL+IM)]

Para cargas para las cuales un valor mximo de i es apropiado:

= D R I > 0.95 Donde:

= factor de modificacin de las cargas

D = factor relacionado con la ductilidad 1.0 para diseos y detalles convencionales

R = factor relacionado con la redundancia 1.0 para niveles convencionales de redundancia

I = factor relacionado con la importancia operativa 1.00 para puentes tpicos

B.3) Clculo del Acero Para el Estado Lmite de Resistencia I, con n= nDnRnI=1:

Mu = n[1.25 MDC + 1.50 MDW + 1.75 M(LL+IM)] Mu = 1.25(48.6) + 1.50(3.16) + 1.75(40.98) = 137.22 T-m

resistencia I servicio I fatiga

DC 48.6 1.25 1 0

DW 3.164063 1.5 1 0

LL+IM 40.9864 1.75 1 0.75

CARGA M(+)T-m

141.28 T - m

3.447 m 40.98 T m/m


As principal paralelo al trfico

Utilizando As 1 y recubrimiento r= 2.5cm

d= 72cm 3.77cm = 68.23cm Despejando a y reemplazando en As: a = 8.9 cm

As = 56.93 cm2 La separacin ser:

USAR 11 @ 0.9m

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

a) 1.2Mcr = 1.2fr S = 1.2(35.67 kg/cm2)(86000 cm3) = 36.99 T-m

fr 2.01 fc^0.5 kg / cm2 = 35.67kg / cm2

S = bh^2/6 = 100(72)^2/6 = 86000 cm3

b) 1.33 Mu= 1.33(137.22 T-m) = 182.51 T-m El menor valor es 36.99 T-m y la cantidad de acero calculada (56.93 cm2) resiste Mu=137.22 T-m > 36.99 T-m OK!

0.72 m

56.93 9 cm


As de distribucin

As repart = 0.1429(56.93 cm2) = 8.14 cm2 Utilizando varillas 5/8, la separacin ser:

USAR 15/8 @ 0.25m

As de temperatura

As temp 0.0018(72x100) 12.86 cm2

As temp 12.86 cm2 / 2 = 6.48 cm2 (por capa)

Utilizando varillas 1/2, la separacin ser:

B.4) Revisin de fisuracin por distribucin de armadura

% = 14.29 %

8.14

0.25 m

1.29

6.48 20 cm

9 cm

72 cm

0.09


Esfuerzo mximo del acero:

Para el acero principal positivo (direccin paralela al trfico):

dc = 3.77cm

b = espaciamiento del acero = 9 cm

nv = nmero de varillas = 1

A = 67.54 cm2

Z = 30,591 Kg/cm

Reemplazando en la frmula del esfuerzo mximo del acero:

fso 4826.3 kg / cm2 < 0.6*4200 kg/cm2 = 2520 kg/cm2

Esfuerzo del acero bajo cargas de servicio

Para el Diseo por Estado Lmite de Servicio I, con n= nDnRnI=1:

Mu = n[1 MDC + 1 MDW + 1 M(LL+IM)]

Mu = 1(48.6) + 1(3.16) + 1(40.98) = 92.75 T-m/m Para un ancho tributario de 0.09 m:

Ms = (92.75 T-m/m) (0.09 m) = 8.31 T-m

Es = 2039,400 kg/cm2

Ec = 15344*fc^0.5 kg/cm2

Ec = 272, 329 kg/cm2


rea de acero transformada:

Ast = relacin modular x rea de acero Ast = 7(5.10 cm2) = 35.7 cm2

Momentos respecto del eje neutro para determinar y:

9y (y/2) = 35.7(68.23-y) y = 19.63 c = 68.23 19.63 = 48.6 cm

Inercia respecto del eje neutro de seccin transformada:

I = 107014.46 cm4

Reemplazando en la frmula para el acero bajo cargas de servicio:

fso2264kg/cm2


C) Diseo de franja de borde

C.1) Ancho de franja para bordes longitudinales de losa:

Segn el Art. 4.6.2.1.4b, el ancho efectivo Eborde en bordes longitudinales se toma como la sumatoria de la distancia entre el borde del tablero y la cara interna de la barrera, mas 0.30m, mas la mitad del ancho de faja E ya especificado. Eborde no deber ser mayor que E, ni 1.80m. Con E = 3.447m tenemos:

Eborde = 1.56m

C.2) Momentos de flexin por cargas Carga muerta (DC)

Wlosa = 0.72m x 1.0m x 2.4 T/m3 = 1.728 T/m Wbarrera = 0.6 T/1.56 = 0.38 T/m Donde: L: luz del puente en m.

. 72

3.4447 m

1.56m

.86

Mdc = 13.82 T-m


Carga por superficie de rodadura (DW)

Wasf 2 = 113kg/m(1.56-0.4)/1.56 = 84 kg/m Donde: L: luz del puente en m.

Carga viva (LL):

De la Tabla APNDICE II-B, para vehculo HL-93, y con la consideracin de carga dinmica (33%) en estado lmite de Resistencia I:

MLL+IM = 40.85 T-m

C.3) Resumen de momentos flectores y criterios LRFD aplicables

Resistencia I: U = n[1.25DC+1.50DW+1.75(LL+IM)] Servicio I: U = n[1.0DC+1.0DW+1.0(LL+IM)] Fatiga: U = n[0.75(LL+IM)]

resistencia Iservicio Ifatiga

DC 13.824 1.25 1 0

DW 0.6722051 1.5 1 0

LL+IM 40.853547 1.75 1 0.75

CARGA M(+)T-m

86.11

m

26.75

m

1.56 m

0.86

1.24 +

Mdw = 0.672 T-m


Para cargas para las cuales un valor mximo de i es apropiado:

= D R I > 0.95 . Donde:

= factor de modificacin de las cargas

D = factor relacionado con la ductilidad 1.0 para diseos y detalles convencionales

R = factor relacionado con la redundancia 1.0 para niveles convencionales de redundancia

I = factor relacionado con la importancia operativa 1.00 para puentes tpicos

C.4) Clculo del Acero

Para el Estado Lmite de Resistencia I, con n= nDnRnI=1:

Mu = n[1.25 MDC + 1.50 MDW + 1.75 M(LL+IM)] Mu = 1.25(13.824) + 1.50(0.67) + 1.75(40.85) = 89.78 T-m

As principal paralelo al trfico

Utilizando As 1 y recubrimiento r= 2.5cm

d= 72cm 3.77cm = 68.23cm

Despejando a y reemplazando en As: a = 5.7 cm

As = 36.33 cm2

0.72 m


La separacin ser:

USAR 11 @ 0.14m

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

a) 1.2Mcr = 1.2fr S = 1.2(35.67 kg/cm2)(86000 cm3) = 36.99 T-m

fr 2.01 fc^0.5 kg / cm2 = 35.67kg / cm2

S = bh^2/6 = 100(72)^2/6 = 86000 cm3

b) 1.33 Mu= 1.33(137.22 T-m) = 182.51 T-m El menor valor es 36.99 T-m y la cantidad de acero calculada (36.33 cm2) resiste Mu=89.78 T-m > 36.99 T-m OK! As de distribucin

As repart = 0.1429(36.33 cm2) = 5.19 cm2 Utilizando varillas 5/8, la separacin ser:

USAR 15/8 @ 0.39m

36.33 14 cm

% = 14.29 %

5.19

0.39 m


C.5) Revisin de fisuracin por distribucin de armadura

Esfuerzo mximo del acero:

Para el acero principal positivo (direccin paralela al trfico):

dc = 3.77cm

b = espaciamiento del acero = 14 cm

nv = nmero de varillas = 1

A = 105.85 cm2

Z = 30,591 Kg/cm

Reemplazando en la frmula del esfuerzo mximo del acero:

fso 4155.11 kg / cm2 < 0.6*4200 kg/cm2 = 2520 kg/cm2

Esfuerzo del acero bajo cargas de servicio

Para el Diseo por Estado Lmite de Servicio I, con n= nDnRnI=1:

Mu = n[1 MDC + 1 MDW + 1 M(LL+IM)]

Mu = 1(13.824) + 1(0.67) + 1(40.85) = 55.35 T-m/m

14 cm

72 cm

0.14


Para un ancho tributario de 0.14 m:

Ms = (55.35T-m/m) (0.14 m) = 7.77 T-m

Es = 2039,400 kg/cm2

Ec = 15344*fc^0.5 kg/cm2

Ec = 272, 329 kg/cm2

rea de acero transformada:

Ast = relacin modular x rea de acero Ast = 7(5.10 cm2) = 35.7 cm2

Momentos respecto del eje neutro para determinar y:

14y (y/2) = 35.7(68.23-y) y = 16.28 c = 68.23 16.28 = 51.95 cm

14 cm

0.14 m

68.23 cm

72 cm


Inercia respecto del eje neutro de seccin transformada:

I = 131646.678 cm4

Reemplazando en la frmula para el acero bajo cargas de servicio

fso 2146.32 kg / cm2 < 0.6*4200 kg/cm2 = 2520 kg/cm2 ok!!


DISTRIBUCION DE ACERO EN LOSA

0.72 m

0.14 m

0.09 m

0.20 m

0.25 m

0.15 m

diseÑo de puente losa final pdf

Documents