diseÑo puente tipo losa

DISEÑO DE PUENTE TIPO LOSA

DISEÑO DE PUENTE TIPO LOSADatos:

NUMERO DE VIAS : 2 LUZ DEL PUENTE: 13 m ANCHO DEL PUENTE: 6m TREN DE CARGA: HS-15 Fc: 280 Kg/cm3

Fy: 4200 Kg/cm3

Acera 0.70 m RESISTENCIA (FATIGA) 2 SERVICIO 2

TREN DE CARGA O CAMION DE DISEÑO HS - 15

ANA B. POSTIGO FARFAN HELMUT HERCILLA BERRIO


DISEÑO DEL PUENTE TIPO LOSA



1. CALCULO DEL ESPESOR DE LA LOSA

Según la norma peruana:

h=1.2(L+3.05)30

DONDE:

L en metros = 13

h=1.2(13+3.05)30

h=0.642m

h=65cm

2. DETERMINACION DE FRANJA

Según la norma peruana:

Para dos o más carriles:

a) Franja central

E=84+1.44∗√L1∗W

L1 = 13 m = 42.65’’

W1 = 4.80 m = 15.75 ‘’

E=84+1.44∗√13∗4.80

E=121.32∗2.54=308.1528 cm

E=3.08m

b) Franja de Borde:

E=0.60+0.30+ 3.082≤1.80mt

E=2.44>1.80mt



E=1.80mt

3. LINEA DE INFLUENCIA DE CORTES

4.-Diseñar por flexión las vigas principales.

L/4=7.5m

B= bw+s=0.80+2.47=3.27m (utilizamos este valor)

bw+16*t=0.80+16*0.18 =3.68m

A. Diseño por cargas de servicio

fc=0.4*f´c=0.4*280=112.00kg/cm2

fs=0.6*fy=0.6*4200= 2520 kg/cm2

exterior


n=2∗106

15000∗√280≈8

r=fsfc

=2520112

=23

K=nn+r

=823+8

=0 .26

J=1−K3

=1−0 .263

=0. 91


interior

Por lo tanto área de acero para ambos casos es la siguiente:

Exterior

Interior

B. Verificando Cuantía.

Pb=0. 85∗β1∗(60006000+ fy

)∗f ´ cfy

Pmax=0 .75 Pb=0 . 75∗(0 .852(60006000+4200

))∗2804200

Pmax=0 .021


d=√2∗Mtotalfc∗K∗J∗b

d=√2∗809 .86∗105

112∗0 . 26∗0.91∗327d=136.72cm≤190 cm . . .. .. . .. .. .. . .. .. . .. .. . .. .. . ..OKPor . .. . .Recomendacion . .. . ..d=1 .70m

d=√2∗Mtotalfc∗K∗J∗b

d=√2∗790 .795∗105

112∗0 .26∗0.91∗327d=135cm≤190cm . .. .. . .. .. . .. .. . .. .. . .. .. . .. .. .OKPor . .. . .Recomendacion . .. . ..d=1 .70m

Δs=Mufs∗J∗d

Δs=809 .86∗105

2520∗0 .91∗170Δs=207 .74 cm2

Δs=Mufs∗J∗d

Δs=790. 795∗105

2520∗0 .91∗170Δs=202. 85cm2


Cuantía Real=

Δsbd

Exterior =

207 .74327∗170

=0. 0037

Interior =

179 .20330∗100

=0. 0054

C. Diseño por resistencia última

Exterior

MU=1.3 [M D+53 (M L+M I )]

MU=1.3 [678.98+ 53

(109.74+24.14 )]MU=1172.75Tn−m

ÁREA DE ACERO a=10

a=∆s×f y

0.85×f ' c ×B

a= 188.05×42000.85×280×327

=10.15

pmin=14fy

=144200

=0 .0033

0 . 0034≥0 .0033 . .. .. . .. .. . .. .. . .. .. . .. .. . .. ..OK Interior

MU=1.3 [M D+53 (M L+M I )]


Δs=Mu0 .9∗fy∗(d−a/2)

Δs=1172. 75∗105

0 .9∗4200∗(170−5 )Δs=188.05cm2

P=188 . 05327∗170

=0 . 0034≤0 .021 .. . .. .. . .. .. . .. .. . .. .. . .. ..OK


MU=1.3 [647.925+ 53

(117.11+25.76 )]MU=1151.85Tn−m

Área de Acero a=10

a=∆s×f y

0.85×f ' c ×B

a= 184.68×42000.85×280×327

=9.97

pmin=14fy

=144200

=0 . 003

0 . 0033≥0 .003 .. . .. .. . .. .. .. . .. .. . .. .. . .. .. .OK

Para no chequear deflexiones debe ser menor que:

P=0.18∗fc / fy=0 .18∗280/4200=0 . 012 Exterior

0 .0034≤0 .012 . .. .. .. . .. .. . .. .. . .. .. . .. .. . .. .. . ..no .. se . .chequea . .defleciones Interior

0 .0033≤0 . 012 .. .. . .. .. .. . .. .. . .. .. . .. .. . .. .. . .. .no. . se ..chequea . .defleciones

Verificando el valor de “a”

Exterior

Interior


Δs=Mu0 .9∗fy∗(d−a/2)

Δs=1151.85∗105

0 .9∗4200∗(170−5 )Δs=184 .68 cm2

a= Δs∗fy0. 85∗fc∗d

=188 .05∗42000 . 85∗280∗327

=10 . 15cm


Representación Grafica

Exterior

Interior


a= Δs∗fy0. 85∗fc∗d

=184 . 68∗42000 . 85∗280∗327

=9. 97cm


D. Diseño por Corte y vigas principales

a.- Corte por carga permanente

Exterior

Vcp=5. 49∗30∗12

+4 . 09∗(1+0 . 75+0 .5+0 .25 )

Vcp=92.58 tn

Interior



b.- Corte por sobre carga

Exterior

Vs/c=(7 .256∗1+7 .256∗0 .86+1.814∗0 .56)∗2.53Vs/c=36 .72 tn

Interior


Vcp=5. 21∗30∗12

+4 .09∗(1+0 .75+0 .5+0 .25)

Vcp=88 .38 tn


Vs/c=(7 .256∗1+7 .256∗0 .86+1.814∗0 .56)∗1.35Vs/c=19. 59 tn

c. Corte por impacto

Exterior

Como Vc>Vu teoricamente no requiere estribos

Interior

Como Vc>Vu teoricamente no requiere estribos

d. Calculo de espaciamiento (Usando estribos de ∅=3 /8 )


%VI=15 . 24L+38

=15 .2430+38

=0 .22

VI=0 . 22∗36 . 72=8 .08tnVu=1 .3∗( 92.58+5/3∗(36 . 72+8. 08 ))=217. 42tn

Vc=0 . 85(0 .53∗√280+175∗0 .0034 (217 . 42∗1701172.75∗105 ))∗327∗170

Vc=419 .06 tn

%VI=15 . 24L+38

=15 .2430+38

=0 .22

VI=0 . 22∗19 .59=4 . 30 tnVu=1 .3∗( 88. 38+5 /3∗(19 . 59+4 .30 ))=166 . 65 tn

Vc=0 . 85(0 .53∗√280+175∗0 .0035(166 . 65∗1701151. 85∗105 ))∗327∗170

Vc=419 . 06 tn


Usando ϕ 3/8´´. .. .. . .@35cm

Sin embargo se debe cumplir que:

Exterior

L=2∗170=280cmS=¿ {d /4=170/4=42.5cm ¿ } {8db=8(2.54∗1 .3 /8 )≈25 cm ¿}¿{}smax=d /2=170/2=85 cm1ϕ3 /8´´@10cm ,10ϕ3 /8 ´´@20 cm ,rϕ3 /8 ´´@35 cm

Interior

L=2∗170=280cmS=¿ {d /4=170/4=42.5cm ¿ } {8db=8(2.54∗1 .3 /8 )≈25 cm ¿}¿{}smax=d /2=170/2=85 cm1ϕ3 /8´´@10cm ,10ϕ3 /8 ´´@20 cm ,rϕ3 /8 ´´@35 cm

e. Diseño de las vigas diafragma


AV=3 . 5∗b∗sfy

s=Av∗fy3. 5∗b

=2∗0 .71∗42003.5∗90

≈20 cm


Mu=30%M=0.30*809.86=242.958tn-m

Espaciamiento de estribos

Smax=d/2=85cm

f. Diseño de las losa de tablero

a.-carga permanente

P.P.losa=0.18*1*2.4=0.432tn/m

Asfalto=0.05*1*2=0.10tn/m

Total=0.532tn/m

Mcp=w∗S2

10=0 .532∗1. 672

10=0 .15 tn−m

b.- Sobre carga

Ms /c=(S+0 .6110

)∗P

Ms /c=(1 . 67+0 . 6110

)∗7 .256=1 .65 tn−m

Ms /c (+)=0 . 8∗1.65=1 .32tn−mMs /c (−)=0 .9∗1 .65=1. 49tn−m

c.- Impacto

%MI=15 .24L+38

=15 .243 . 2+38

=0 .37≥0 .30 . .. . .. .. . .. tomamos . .el . . min imo

MI (+)=0. 30∗1. 32=0 .396 tn−mMI (−)=0 .30∗1 . 49=0 . 447 tn−m

Mu (+)=1 .3(0 .15+(5 /3 )∗(1.32+0 .396))=3 .91tn−mMu (−)=1 . 3(0 .15+(5/3 )∗(1 . 49+0 . 447 ))=4 .39 tn−m

Mu= 3.91 Tn-m


Δs=242.958∗105

2520∗0 . 91∗170=62 . 32cm 2

1ϕ3 /8´´@10 cm ,10ϕ3 /8´´@20 cm , rϕ3 /8 ´´@60 cm


a=1. 4

Δs=3. 91∗105

0 .9∗4200∗(15−0 . 70)=7 .23cm2

a=7 .23∗42000 .85∗280∗100

=1.27cm .. .OK !!

Usando φ5 /8

@=

1. 987 .23

∗100=27 . 39≈25cm

Mu= 4.39 Tn-m

a=1. 6

Δs=4 .39∗105

0 .9∗4200∗(15−0 . 8)=8 .18cm2

a=8 .18∗42000 . 85∗280∗100

=1. 44 cm . ..OK !!

Usando φ5 /8

@=

1. 988 .18

∗100=24 . 2≈25 cm

g.- Diseño de losa en voladizo

seccion carga distancia M Tn-m

1 0.15*0.35*1*2.4=0.126 1.055 0.133



2 0.43*0.30*1*2.4=0.31 0.73 0.226

3 0.5*(0.25*0.05)*1*2.4=0.015 0.56 0.0084

4 0.18*0.58*1*2.4=0.25 0.29 0.0725

Asfalto 0.05*0.53*1*2 =0.053 0.265 0.014

Baranda 0.15*1=0.15 1.18 0.177

Mcp 0.631

H. Momento por sobrecarga

M s /c=P∗XE

X=0.23

E=0.8∗X+1.143=0.8∗0.23+1.143

E=4.327

M s /c=7.256∗0.23

1.327=1.258Tn−m

M I=0.3∗1.258=0.377Tn−m

MU=1.3 [0.631+ 53

(1.258+0.377 )]MU=4.363Tn−m

Calculo del área de acero



a=1.6

Δs=4 .363∗105

0 .9∗4200∗(15−0 .8)=8 .13cm2

a=8 .13∗42000 .85∗280∗100

=1. 43cm .. .OK !!

Usando φ5 /8

@=

1. 988 .13

∗100=24 .2≈25cm

∅ 5 /8 @ 25 c


diseÑo puente tipo losa

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rea de acero

como vcgt

requiere estribos

cm cmcm

msm tn

0cm ssa

vu teoricamente