MEMORIA CALCULO PORTICO L= 25m.pdf

8/14/2019 MEMORIA CALCULO PORTICO L= 25m.pdf

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ESTRUCTURA:

Puente Portico L = 25.00 mPor: ING. N. VILLASECA C.

MEMORIA DE CALCULO

L = 25.00 mPuente Portico


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ESTRUCTURA:


CONTENIDO

1. DESCRIPCION

1.1 CARACTERISTICAS DE LA ESTRUCTURA1.2 FILOSOFIA DEL DISEO1.3 CRITERIOS BASICOS DEL DISEO

2. ANALISIS ESTRUCTURAL2.1 NORMAS UTILIZADAS PARA EL DISEO2.2 TIPOS DE CARGAS ACTUANTES

3. MODELO ESTRUCTURAL3.1 MATERIALES ESTRUCTURALES3.2 CARACTERISTICAS MECANICAS3.3 Rigideces de elementos3.4 GEOMETRIA DEL PORTICO3.6 ECUACION DEL EJE DE L A VIGA3.7 GEOMETRIA DEL MODELO DE COLUMNAS

4.0 CUANTIFICACION DE CARGAS ACTUANTES4.1 CARGAS PERMANENTES4.2 CARGAS VEHICULARES DE DISEO4.3 CARGAS POR SISMO4.4 EFECTOS DEL SUELO

5.0 CONSIDERACIONES DE DISEO5.1 SUPERESTRUCTURA5.2 CIMENTACIONES5.3 CASOS DE CARGA CONSIDERADOS5.4 COMBINACIONES DE CARGA

6.0 RESULTADOS DEL ANALISIS ESTRUCTURAL6.1 MOMENTOS FLECTORES6.2 FUERZAS CORTANTES6.3 FUERZAS AXIALES6.4 ENVOLVENTES DE COMBINACIONES PARA DISEO

7.0 CONTROL DE DEFLEXIONES

7.1 DEFLEXIONES CALCULADAS7.2 DEFLEXIONES LIMITES

8.0 DISEO ESTRUCTURAL DE ELEMENTOS8.1 DISEO DE ZAPATA DE CIMENTACION8.2 DISEO DE REFUERZO EN COLUMNAS8.3 DISEO DE VIGAS8.4 DISEO DE LOSA DE APROXIMACION8.5 DISEO DE LOSA DE TABLERO8.6 DISEO DE PARED FRONTAL8.7 OTROS ELEMENTOS


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ESTRUCTURA:


1. DESCRIPCION

1.1 CARACTERISTICAS DE LA ESTRUCTURA

Por tanto, la estructura tendra una luz libre interior de 25 m

la altura total de la estructura ser de 8 m para proteger lacimentacion de la socavacin.

LOS PORTICOS SON DEL TIPO SECCION VARIABLE , DE CONCRETO ARMADO, CUENTAN CON UNA CIMENTACIONCORRIDA DE CONCRETO ARMADO, SOBRE LA QUE SE DESARROLLA LA ELEVACION, LA MISMA QUE VARIA POREFECTO DE LA VARIAVILIDAD DEL PERALTE DE LA ESTRUCTURA..

EL PORTICO ESTA CONFORMADO POR COLUMNAS - MURO DE PERALTE VARIABLE , LA VIGA TIENE SECCIONVARIABLE MAYOR EN LOS EXTREMOS MINIMA EN LA PARTE CENTRAL DEL PUENTE.

LAS CARGAS DE DISEO, SON LAS DENOMINADAS hl-93 ACORDE A LAS NORMAS PARA PUETNE CARRETEROS.

LAS CIMENTACIONES SON DEL TIPO ZAPATA SUPERFICIAL, DE ESPESOR, CONSTANTE QUE TRANSMITEN LAS CARGASAL SUELO DE CIMENTACION.


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ESTRUCTURA:


2. ANALISIS ESTRUCTURAL

2.1 NORMAS UTILIZADAS PARA EL DISEO

2.2 TIPOS DE CARGAS ACTUANTES

A CARGAS PERMANENTES

B CARGAS VIVAS DE VEHICULOS

Este proyecto se realiza ACORDE CON LAS NORMAS QUE SE INDICAN.El anlisis y diseo del puente se ha realizado considerando:

El Reglamento Nacional de Construcciones

La Norma de Concreto Armado NTE E060

Las Especificaciones LRFD para Diseo de Puentes AASHTO 2010

En el Ministerio de Transportes y Comunicaciones, se contempla las disposiciones de laDireccin General de Caminos, estando vigente el Manual de Diseo de Puentes 2003

ACI -318 Como norma complementaria.

Son aquellas que actan durante toda la vida til de la estructura sin variar significativamente, o que varan en un solosentido hasta alcanzar un valor lmite. Corresponden a este grupo el peso propio de los elementos estructurales y lascargas muertas adicionales tales como las debidas al peso de la superficie de rodadura.

Tambin se consideran cargas permanentes el empuje de tierra, los efectos debidos a la contraccin de fragua y el flujoplstico, las deformaciones permanentes originadas por los procedimientos de construccin y los efectos de asentamientosde apoyo.El peso propio se determinar considerando todos los elementos que sean indispensables para que la estructura funcionecomo tal. Las cargas muertas incluirn el peso de todos los elementos no estructurales, tales como veredas, superficies derodadura, barandas, postes, tuberas, ductos y cables.

El peso propio y las cargas muertas sern estimados sobre la base de las dimensiones indicadas en planos y en cadacaso considerando los valores medios de los correspondientes pesos especficos.

Siendo cargas mviles, son consideradas como aquellas para las que se observan variaciones frecuentes y significativasen trminos relativos a su valor medio. Las cargas variables incluyen los pesos de los vehculos y personas, as como los

correspondientes efectos dinmicos, las fuerzas de frenado y aceleracin, las fuerzas centrfugas, las fuerzas laterales .

De acuerdo a lo indicado la carga viva de diseo es la denominada HL-93.Se detalla en este documento, msadelante. Siendo la carga de diseo una combinacion de cargas puntuales y distribuidas.


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ESTRUCTURA:


Dado el ancho del tablero para 4 vias y separador sentral, as como veredas amplias, se ha detrerminadoel empleo de 4 vigas para cada puente paralelo.

Se ha tenido el cuidado de poner una viga que coincida en mayor parte con el muro separeador de traficopara que las acciones sobre este no afecten a la losa del tablero.Esto permitir asimismo tomar de mejor manera la ampliacion que tien el puente en la marges izquierdapara permitir el giro de entrada salida de los vehiculos en esta zona.


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ESTRUCTURA:


DISEO

Acero fy 4,200 4,200 4,200 4,200 4,200 4,200 kg/cm2

Concreto fc 175 210 245 280 315 350 kg/cm2

Acero fys 4,200 4,200 4,200 4,200 4,200 4,200 kg/cm2

Concreto fcs 175 210 245 280 315 350 kg/cm2

ACERO ESTRUCTURAL

TIPO A-36

fy 2500 kg/cm2

3.3 Rigideces de elementos ELEMENTOS ESTRUCTURALES ACI-318

Vigas 0.35

Columnas 0.70

MurosNo fisurados 0.70

Fisurados 0.35

Losas en sistemas losa columna 0.25

Para condiciones ultimas (mayoradas ) se habran fisurado las secciones de concretoPor lo que las rigideces se habran modificado a lo siguiente:

VIGA EXTREMOS

b = 45 cm Ig = bh3 /12 = 21870000 cm4h= 180 cmr= 15 cm d= h-r = 165 cm

f`c = 280 kg/cm2 fy = 4200 kg/cm2

pmax = 0.75 pb= 0.0213801As max = 158.7

As a verificar= 106.1 cm2 As min= 24.75 cm2

p colocada = 0.0143 Mu = As fy z = 588.10752 tn-m


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ESTRUCTURA:


Ec = 250998.008Es = 2.00E+06

n = Es / Ec = 8.0

k = ( n2

p2

+ 2 np ).5

-np = 0.377

I = b dk3/ 12 + b kd (kd/2)2 + As n ( d - kd)2= 12542253.5

Factor = Inercia fis / I g = 0.573

VIGA CENTRO

b = 45 cm Ig = b h3 / 1 2733750 cm4h= 90 cmr= 10 cm d= h-r = 80 cm

f`c = 280 kg/cm2 fy = 4200 kg/cm2

pmax = 0.75 pb= 0.0213801As max = 77.0As a verificar= 51.0 cm2 As min= 12.00 cm2

p colocada = 0.0142Mu = As fy z = 137.088 tn-m

Ec = 250998.008

Es = 2.00E+06n = Es / Ec = 8.0

k = ( n2p2 + 2 np ).5 -np = 0.375490013

I = b dk3/ 12 + b kd (kd/2)2 + As n ( d - kd)2= 1420941.62

Factor = Inercia fis / I g = 0.520

Por lo que para mejor modelacion del portico se considera:

Para los elementos de viga (elemento horizontal)

Promedio = (2 Iext + I centro) / 3 = 0.56

Para los elementos de columna ( elemento vertical)

Factor = 0.7 ACI 318


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ESTRUCTURA:


3.4 GEOMETRIA DEL PORTICO

3.5) Estribo Izquierdo:

L = 25.00 m

H = 8.00 m

Peralte para elementos de concreto armado continuos 2.91.4.1-1MTCh > 0.065 L = 1.625 mSe adopta En los extremos h = 1.80 m

En el centro h2 = 0.90 m1.80 L / 2 = 12.50 m bw = 0.45 m

0.9001.80

H

4.70

fc = 100 kgf /cm2 + 30% PMen rellenos nivelantes en estructuras.

fc = 210 kg f/cm21.5 en zapatas corridas

1.20 fc = 280 kg f/cm2en elevacion , losa viga y losas aprox.

Acero4.00 Corrugado Grado 60 fy = 4200 kg f/cm2

B


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ESTRUCTURA:


3.7 GEOMETRIA DEL MODELO DE COLUMNAS

1.80fc = 280 kg f/cm2

en elevacion , losa viga , placas y columnas.


H Ecuacion del Eje de columna:

X = m Z + b4.70

-0.6 = m x 0 + bb = -0.6

-0.9 = m x 4.70 + -0.6

m = -0.0638298

1.5 Ecuacin del peralte de la columna:

h = m Z + b

1.201.20 = m x 0 + b

b = 1.20

1.80 = m x 4.70 + 1.20


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ESTRUCTURA:


ECUACION DEL EJE DE L A COLUMNA: m = 0.12765957

Z X h peralte h peralte h

medio clculo

0.00 -0.60 1.20 1.23 1.240.47 -0.63 1.26 1.29 1.300.94 -0.66 1.32 1.35 1.361.41 -0.69 1.38 1.41 1.421.88 -0.72 1.44 1.47 1.482.35 -0.75 1.50 1.53 1.542.82 -0.78 1.56 1.59 1.603.29 -0.81 1.62 1.65 1.663.76 -0.84 1.68 1.71 1.724.23 -0.87 1.74 1.77 1.784.70 -0.90 1.80

COORDENAS PARA GENERACION TYPE NAME X Y ZDE MODELO ESTRUCTURAL POINT 13 -0.600 0.00 0.000

POINT 14 -0.630 0.00 0.470POINT 15 -0.660 0.00 0.940POINT 16 -0.690 0.00 1.410POINT 17 -0.720 0.00 1.880POINT 18 -0.750 0.00 2.350POINT 19 -0.780 0.00 2.820POINT 20 -0.810 0.00 3.290POINT 21 -0.840 0.00 3.760POINT 22 -0.870 0.00 4.230POINT 23 -0.900 0.00 4.700POINT 24 -0.900 0.000 5.600


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ESTRUCTURA:


3.8) Estribo Derecho:

L = 25.00 m

H = 8.00 m

Peralte para elementos de concreto armado continuos 2.91.4.1-1MTCh > 0.065 L = 1.625 mSe adopta En los extremos h = 2.00 m

En el centro h2 = 0.90 m1.80 L / 2 = 12.50 m

0.9001.80

H

4.70

fc = 100 kgf /cm2 + 30% PMen rellenos nivelantes en estructuras.

fc = 210 kg f/cm21.5 en zapatas corridas

1.20 fc = 280 kg f/cm2en elevacion , losa viga y losas aprox.


B


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ESTRUCTURA:


3.10 GEOMETRIA DEL MODELO DE COLUMNAS

1.80 fc = 280 kg f/cm2en elevacion , losa viga , placas y columnas.


H Ecuacion del Eje de columna:

X = m Z + b4.70

0.6 = m x 0 + b

b = 0.6

0.9 = m x 4.70 + 0.6

m = 0.06382979

1.5 Ecuacin del peralte de la columna:

h = m Z + b

1.201.20 = m x 0 + b

b = 1.20

1.80 = m x 4.70 + 1.20

ECUACION DEL EJE DE L A COLUMNA: m = 0.12765957

Z X h peralte h peralte hmedio clculo

0.00 0.600 1.20 1.23 1.240.47 0.630 1.26 1.29 1.300.94 0.660 1.32 1.35 1.361.41 0.690 1.38 1.41 1.421.88 0.720 1.44 1.47 1.482.35 0.750 1.50 1.53 1.54

2.82 0.780 1.56 1.59 1.603.29 0.810 1.62 1.65 1.663.76 0.840 1.68 1.71 1.724.23 0.870 1.74 1.77 1.784.70 0.900 1.80


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ESTRUCTURA:


COORDENAS PARA GENERACION TYPE NAME X Y ZDE MODELO ESTRUCTURAL POINT 13 0.600 0.00 0.000

POINT 14 0.630 0.00 0.470POINT 15 0.660 0.00 0.940POINT 16 0.690 0.00 1.410POINT 17 0.720 0.00 1.880POINT 18 0.750 0.00 2.350POINT 19 0.780 0.00 2.820POINT 20 0.810 0.00 3.290POINT 21 0.840 0.00 3.760POINT 22 0.870 0.00 4.230POINT 23 0.900 0.00 4.700POINT 24 0.900 0.000 5.600


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ESTRUCTURA:


ELEMENTOS EN EL MODELO ESTRUCTURAL


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ESTRUCTURA:


Vista 3-D del modelo del puente portico

Vista de asisgnacion de elementos


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ESTRUCTURA:


4.2 CARGAS VEHICULARES DE DISEO

4.3 CARGAS POR SISMO

Se consideran aquellas cuya ocurrencia se dara una sola vez con un perodo de retorno que puede ser significa-tivamente mayor al de la vida util de la estructura. Sern tomadas en cuenta para asegurar la supervivenciaestructural del puente durante un sismo importante.

Espectro de diseoEl calculo del espectro de diseo se hace conforme al AASHTO 2004, 3.10Se consideran los siguientes parametros.

Clasificacion de importancia Categoria I Puente esencial 3.10.3Coeficiente de aceleracion A = 0.330 Mapa iso aceleraciones Manual Puentes MTCCategoria comportamiento sismic SPC = DTipo de Suelo ICoeficiente de sitio S = 1.000Respuesta R = 2.000 Tabla 3.10.7.1-1Gravedad g = 9.800 m/s2 Factor de escala

HL-93 K

P= 145.0 kN P= 145.0 kN P= 35.0 kN w= 9.30 kN/m MANUAL y LRFD(SI)

1.80 m

0,6 "en general"

0,3 diseo losas

w= 9.30 kN/

Variable

4.27 m 4.27 m 3.00 m

a

9.14 m

VISTA LONGITUDINAL VISTA TRANSVERSAL

HL-93 M

P= 110.0 kN P= 110.0 kN w= 9.30 kN/m MANUAL y LRFD

1.22 m


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ESTRUCTURA:


Csm T Sa

0.825 0.00 0.4130.825 0.10 0.4130.825 0.20 0.4130.825 0.30 0.4130.729 0.40 0.3650.629 0.50 0.3140.557 0.60 0.2780.502 0.70 0.2510.460 0.80 0.2300.425 0.90 0.2120.396 1.00 0.198

Para el analisis multimodal 0.372 1.10 0.186

Csm = 1.2 A S / Tm 2/3 < 2.5 A 3.10.6.1-1 0.351 1.20 0.175Csm = 0.396 0.332 1.30 0.166

Tm 2/3 0.316 1.40 0.158Csm max = 2.5 A = 0.825 0.302 1.50 0.151

Sa = Cs / R a = ( Cs / R) g 0.289 1.60 0.1450.278 1.70 0.1390.268 1.80 0.1340.258 1.90 0.1290.249 2.00 0.125

a carga s smca se expresa me an e e coe cen e e aceerac n, e cua ene una pro a a e e ser exce o en a osEsto es aproximadamente el 15 % de probabil idad de ser excedido en 75 aos).Lo que corresponde a un periodo de retorno de 475 aos.


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ESTRUCTURA:


4.4 EFECTOS DEL SUELO

Capacidad admisible a nivel de cimentacin

Del Estudio de Mecnica de Suelos

Factor de seguridad = 3Esfuerzo permisible del terreno (Estribo Izquierdo) = 4.00 kg/cm2Esfuerzo permisible del terreno (Estribo Derecho)= 4.00 kg/cm2

Caracteristicas del empuje de tierras

Empuje de TierrasMaterial de relleno

El terreno de la zona, caracteristicas mecnicas

Angulo de friccin interna phi = 35 grados

Peso unitario = 1800 kg/m3

m = 0.3

E = 1500 kg/cm2

Empuje de TierrasSe considera que el empuje de tierras, en forma general, es linealmente proporcional a la profundidad del suelo,calculandose para una profundidad z con la siguiente expresion

p = k peso unitario z

Para muros con respaldo interno vertical y con relleno horizontal

ka = tan2(45 - phi/2) = 0.271

Empuje Sismico de TierrasSe usa el metodo seudo estatico de Mononobe-Okabe para calcular el empuje de tierra inducidopor sismo.

Para muros con respaldo interno vertical y con relleno horizontal

Kae =

cos teta cos(d + teta) [ 1 + raiz { seno (phi+d) seno(phi-teta) / cos(d+teta) } ] 2

phi = 0.611 rad

kv = 0.000 valores entre 0.00 y 0.05

kh = 0.50 A = 0.165

teta = atan [ kh / (1-kv) ] = 0.164 rad

d = 0.75 phi = 0.458 rad valores entre 0.50 phi y 0.75phi

Kae = 0.358

cos2(phi - teta )


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ESTRUCTURA:


At Rest Coeficient: 3.11.5.2ko= 1 - sin f = 0.426

Active Coefficient: 3.11.5.3

d 30 tabla 3.11.5.1-1b 0q 90f 35

r = 3.14977939 Ka = 0.284

Pasive coeficient: 3.11.5.4

con:q 90f 35

Figura 3.11.5.4.1 kp = 5.00

5.0 CONSIDERACIONES DE DISEO

5.1 SUPERESTRUCTURA

FILOSOFIA DE DISEO

EL PORTICO SE HA DISEADO CONSIDERANDO CONDICIONES DE SERVICIABILIDAD PARA EL CONTROL DE ESTABILIDAD (VOLTEO Y DESLIZAMIENTOI) Y DE PRESIONES TRANSMITIDAS A LOS ESTRATOS DEL SUELO EN EL QUE SE APOYA LACIMENTACION.

LOS ESTADOS DE RESISTENCIA ULTIMA, PARA CUMPLIR CON LOS REQUISITOS FUNDAMENTALES DE RESISTENCIA,RIGIDEZ , SEGURIDAD, DURABILIDAD, EN LA PARTE DE DISEO DE TODOS LOS COMPONENTES ESTRUCTURALES Y QUEASEGUREN SU ADECUADO COMPORTAMIENTO PARALAS CARGAS DE DISEO.

LAS RESISTENCIAS DE LOS ELEMETOS ES TRUCTURALES HAN SIDO DETERMINADAS TENIENDO EN CONSIDERACIN EL

COMPORTAMIENTO NO ELASTICO DE LOS MATERIALES, EN COMPORTAMIENTO NOLINEAL PARA EL CONCRETO CON LOSBLOQUES RECTANGULARES DE ESFUERZOS EQUIVALENTES Y EL MODELO ELASTO - PLASTICO PARA EL ACERO DEREFUERZO. LOS EFECTOS DE LAS FUERZAS SON CALCULADOS EN BASE AL ANALISIS ELSTICO, CONSIDERANDO LASCARACTERISTICAS MECANICAS Y RIGIDECES DE LOS ELEMENTOS.


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ESTRUCTURA:


ESTADOS LIMITES

Las componentes estructurales debern ser proporcionados para satisfacer los requerimientosen todos los estados lmites apropiados.

Estado Lmite de Resistencia R1 = 1.25 Dc + 1.5 Dw + 1.5 Eh + 1.75 ( LL+IM)R2 = 0.9 Dc + 0.65 Dw + 0.9 Eh + 1.75 ( LL+IM)Estado Lmite de Evento Extremo

E3 = 0.9 Dc + 0.65 Dw + 0.9 Eh + 0.5( LL+IM) + 1.00 EQEstado Lmite de Servicio

S1 = 1. Dc + 1. Dw + 1. Eh + 1. ( LL+IM)Estados Lmite de Fatiga y Fractura

F1 = 0.75 ( LL+IM)

VERIFICACIONES DE SEGURIDAD

AASHTO 2010

nD = 1.00 AASHTO 1.3.3 Diseo que cumple con especificaciones

nR= 1.00 AASHTO 1.3.4 Redundancia convencional

nI= 1.00 AASHTO 1.3.5 Puentes tipicos

n = nD +nR +n I = 1.00

Se ha diseado el portico como estructura contnua. Conformada por losa de rodadura, vigas columnas y zapatas, estableciendosela continuidad por las relaciones de rigidez entre los elementos.

Se ha consideraco las capacidades del terreno para transmitir las cargas, y asentamientos sin afectar a la estructura y /o al suelo.

Las vigas se han diseado a flezion bajo un comportamiento ductil, efectundose la verificacion por cortante y el calculo de losestribos.

La Columans se han diseado a flexo-compresin. Considerando las cargas actuantes y las limitaciones de cuantias para un armadoadecuado y los niveles esperados de ductilidad.

La cimentacin se ha diseado en planta y elvacion considerando las cargas a transmitir al suelo y los esfuerzos de flezion ycortante que se presentan en las diverzas zonas de la misma.


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ESTRUCTURA:


ELEVACION DE SUBESTRUCTURA

5.2 CIMENTACIONES

DISEO ESTRUCTURAL

Refuerzo y distribucion.Considerando las fuerzas actuantes y las reacciones del suelo en loselementos que conforman la cimentacin.

VERICACION DE SEGURIDAD

Considerando los aspectos de posibilidad de volteo y deslizamientoque son singulares para este tipo de estructuras,

Presiones transmitidas al terreno.Consideracin para un comportamiento adecuado a largo plazoacorde con el tiempo de vida util de estas estructuras.

Se verifica el comportamiento del cuerpo como elemento en compresion axial y sometido a cargas de flexion. Sedisea como viga con carga axial y se chequa como columna. Tambien se considera el diseo por cortante.

Los muros y losas se disean a flexion en las dos direcciones.

Para el diseo de las losas se considera su comportamiento a flexion y corte, modelndolas como elementosplanos soportados por los prticos.


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ESTRUCTURA:


5.3 CASOS DE CARGA CONSIDERADOS

D peso propio E1 Empuje simtrico

0.000.240.480.72

3.5.1 AASHTO h= 8.00 0.963.5.2 AASHTO 1.203.11.5 ASSHTO 1.44

1.681.922.162.40

gh ka s = 3.90 tn/m 3.90 tn/mg ka = 0.49

S sismo por peso propio + c permante E2 Empuje asimtrico Sismo

0.000.320.630.95

3.10 AASHTO 1.27 h= 8.001.591.90

Sismo Sa = Cs / R 2.222.542.86

3.17el menor

gh kae s = 5.15 tn/m 1.95 tn/mg kae = 0.64 0.24

HL - 93

E3 Empuje equivalente minimo AASHTO

0.000.230.450.68

3.6.1 AASHTO h= 8.00 0.903.6.2 AASHTO 1.13

3.11.5.5 AASHTO 1.35L carga viva Mnimo 1.58

0.481 tn/m3 1.802.032.26

ge Z = 4.00

Se considerara para el diseo estructural las condiciones desfavorables.


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ESTRUCTURA:


5.4 COMBINACIONES DE CARGA

Resistencia R1 = 1.25 Dc + 1.5 Dw + 1.5 Eh3 + 1.75 ( LL+IM)

R2 = 0.9 Dc + 0.65 Dw + 1.5 Eh1 + 0 ( LL+IM)

Extrema E1 = 0.9 Dc + 0.65 Dw + 0.9 Eh + 0.5( LL+IM) + 1.00 EQ n = nD +nR +n I = 1

E2= 0.9 Dc + 0.65 Dw + 0.9 Eh + 1.00 EQ

Servicio S1 = 1. Dc + 1. Dw + 1. Eh1 + 1. ( LL+IM)

Fatiga F1 = 0.75 ( LL+IM)


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ESTRUCTURA:


6.0 RESULTADOS DEL ANALISIS ESTRUCTURAL

6.1 MOMENTOS FLECTORESCARGAS PERMANENTES

Dc

Dw


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ESTRUCTURA:


L ( HL-93)

Sismo


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ESTRUCTURA:


6.2 FUERZAS CORTANTES

Dc

L HL93


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ESTRUCTURA:


6.3 FUERZAS AXIALES

AXIAL

Dc

AXIALL ( HL-93)


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ESTRUCTURA:


6.4 ENVOLVENTES DE COMBINACIONES PARA DISEO

AXIAL MAYORADA ( tn)

RESUMEN DE AXIALES

EN VIGACompresin

AL CENTRO 138.9 tn

EN EXTREMOS 142.36 tn

EN COLUMNAIZQUIERDO

SUPERIOR 104.96 tnINFERIOR 105.69 tn

DERECHOSUPERIOR 132.69 tnINFERIOR 138.64 tn


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ESTRUCTURA:


DISEO ESTRUCTURAL

6.4 ENVOLVENTES DE COMBINACIONES PARA DISEO

CORTANTES MAYORADOS

RESUMEN DE CORTANTES

EN VIGA

AL CENTRO 19.2 tn

EN EXTREMOS 65.96 tn

EN COLUMNAIZQUIERDO

SUPERIOR 103.93 tnINFERIOR 76.59 tn

DERECHOSUPERIOR 141.32 tnINFERIOR 127.03 tn


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ESTRUCTURA:


MOMENTOS MAYORADOS

RESUMEN DE MOMENTOS

EN VIGA

AL CENTRO 150.99 tn-m

EN EXTREMOS 573.9 tn-m

EN COLUMNAIZQUIERDA

SUPERIOR 437.26 tn-mINFERIOR 149.20 tn-m

DERECHASUPERIOR 573.90 tn-mINFERIOR 238.30 tn-m


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ESTRUCTURA:


7.0 CONTROL DE DEFLEXIONES

7.1 DEFLEXIONES CALCULADAS

AASHTO permite controlar las deformaciones con los parametrosde relacin de luz:

Criterios para deflexin ( 2.5.6.2):

Para este caso por las cargas se tiene

DEFLEXIONES En Serviciocm

Dc = 3.12Dc muro baranda = 0.52D w = 0.22

L HL-93 = 2.46 (camion +distribuida)

L Tandem = 2.09 (tandem + distribuida)

Camin = 1.10 (solo)


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ESTRUCTURA:


El AASHTO 3.6.1.3.2 indica que el control se efecta con el camin o con el25 % del caminn de diseo con la carga distribuida.

d = 1.100 cm

7.2 DEFLEXIONES LIMITES

Carga Vehicular, general = L / 800 = 3.13 cm

Cargas Vehicular y peatonal = L/1000 = 2.50 cm

Por lo que la deflexin maxima por sobrecarga = 1.10 cm

es menor a la establecida como limite. 2.50 cm

Conforme.

7.3 EFECTO DEL FLUJO PLASTICO

Los valores q ue especifica AASHTO, seran usados para deterrminar los efectos de acortamiento

y flujo plastico del concreto. El flujo plstico y el acortamiento del concreto son propiedades

variables que de una serie de factores, algunos pueden noser conocidos durante la fase de

diseo. 5.4.2.3.1

Considerando:

5.9.5.3 Para el caso de presforzado, las perdidas aproximadas, dependientes del tiempo.

5.9.5.4 para el caso de preesforzado, las perdidas mas precisas, dependientes de l tiempo.

Estos valores conjuntamente con el momento de inercia, como se especifica en 5 .7.3.6.2 pueden

ser usados para determinar los efectos del acortamiento y flujo plastico del concreto en las

deflexiones de las estructuras.

Segn 5.4.2.3.1

Estas consideraciones pueden ser empleadas para concreto de fc < 1050 kg/cm2 dado que

para nuestro caso empleamos concreto fc = 280 kg/cm2. Son aplicables.


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ESTRUCTURA:


Se puede emplear los indicado en:

5.4.2.3.2 Flujo plstico

cfp = 1,9 ks khs kf ktd ti(-0,118) = 1.44 5.4.2.3.2-1

Los factores estan definidos por:

ks = 1,45 - 0,13 (V/S) > 1,0 1.00 5.4.2.3.2-2

khc = 1,56 - 0,008 H 0.8914 5.4.2.3.2-3

kf = 5 / ( 1+ fci) 1.20 5.4.2.3.2-4

ktd = t / (61 - 4 fci + t) 0.97 5.4.2.3.2-5

Donde:

H = humedad relativa (%) 83.58 % Promedio anualEn ausencia de mejor informacion se puede tomarde graficos de humedar relativa promedio anual.

ks = relacin volumen / superficie de componente.

kf = factor por el efecto de resistencia de concreto

khc = factor de humedad

El coeficiente de flujo plstico, se aplica a la deformacin por compresingenerada por cargas permanentes, empleada para obtener la deformcion

debida al flujo plstico.

El flujo plstico se ve afectado por: La magnitud y duracion de la carga, la

madurez del concreto en el momento de aplicaciin de las cargas, la

temperatura del concreto.

Generalmente, el acortamiento del concreto por flujo plstico est

comprendido entre 1.5 y 4.0 veces el acortamiento elstico inicial,


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ESTRUCTURA:


ktd = factor dependiente del tiempo

t = madurez del concreto en dias, entre el tiempo de carga y el considerado en analisis .

1800 dias ( 5 aos ACI 318 9.5.2.5)

ti = edad del concreto (dias) a la aplicacin 14 dias

V/S = relacin entre volumen / superficie (in.)

como la zona comprimida es la losa (tramo simplemente apoyado)La seccion de losa

Ancho 11.1 m

espesor medio 0.2 mV = 2.22 m3S = 20.7 m2

V /S = 0.107 m = 4.22 in.

fc= 280 kg/cm2 = 4.0 ksifci= resistencia del concreto al inicio de la aplicacin de la carga 224 kg/cm2

si se desconoce se puede tomar 0,8 fc (ksi) 3.2 ksi

cfp = 1.44 5.4.2.3.2-1Acorde con ACI 318 9.5.2.5 se adopta conservadoramente:cfp = 2.00

Deformacion permanente = 3.86 cmDeformcion diferida = 7.72 cmDeformacion calculada = 11.58 cm

Se colocar una contraflecha:Contraflecha = 12.00 cm


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ESTRUCTURA:


8.0 DISEO ESTRUCTURAL DE ELEMENTOS

8.1 DISEO DE ZAPATA DE CIMENTACION

1.- ZAPATA

DISEO EN PLANTA Elemento Volumen Peso esp. Peso X Mr

Servicio Zapata 12.9 2.4 30.96 -2 -61.92P Relleno talon posterior 35.83125 1.8 64.49625 -2.625 -169.30266

M 95.45625 -231.222662.75

1.5B = 4.0 Dc Dw L HL93 L Tandem Sismo + - Empuje 2

P = -50.28 -2.61 -31.09 -29.99 -4.65 2.79M = 58.14 4.49 53.7 40.06 51.13 55.23

Est 1 Servicio Est 2 E. Extremo Est 3 E. E.Pa = -179.44 -153.00 -147.60

2.15 Ma= -449.27 -416.91 -335.26

x i = M/ P = 2.50 2.72 2.27Excentricidad = B/2 - x i = -0.50 -0.72 -0.27

B/6 = 0.667

Esfuerzo Terreno p2= 3.66 1.87 2.42p1= 0.51 kg/cm2 1.87 kg/cm2 1.02

kg/cm2

Capacidad admisible a nivel de cimentacinFactor de seguridad = 3

Esfuerzo permisible del terreno (Estribo Izquierdo) = 4.00 kg/cm2Esfuerzo persimible en sismo = 12 kg/cm2

DISEO EN ELEVACIONPara un ancho de cimentacin S = B = 1.00 m

Taln anterior

m= 0.65 m su = 2.5 * smax = 4.68

n m Mu = su * m2 / 2 *100 = 9.88 tn - m


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43/61

ESTRUCTURA:


cuantia = p 2.64%As = 213.84 cm 2 15 fierros 1 " = 76.5

5 fierros 1 " = 25.5

2 fierros 1 " = 10.22 fierros 1 " = 10.25 fierros 1 " = 25.5

15 fierros 1 " = 76.5224.4

44 fierros 1 " = cm 2

SOLICITACIONES

Pu Mu

tn tn-m

-132.69 -573.9-43.29 -175.32

-72.94 -289.76

-51.98 -202.61


44/61

ESTRUCTURA:


Empleando fierro de 1 3/8"

cuantia = p 2.61%As = 211.0 cm 2 8 fierros 1 3/8" 80.0

2 fierros 1 " = 10.22 fierros 1 " = 10.22 fierros 1 " = 10.22 fierros 1 " = 10.2

Se colocara 2 fierros 1 " = 10.2esta disposicin 8 fierros 1 3/8" 80.0

211.0cm 2


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ESTRUCTURA:


8.3 DISEO DE VIGASDEL PORTICO fc = 280 kg/cm2

fy = 4200 kg/cm2

0.0 L 0.1 L 0.2 L 0.3 L 0.4 L 0.5 L

M u 573.34 351.84 160.31tn-m 86.56 135.09 151.07

b 45 45 45 45 45 45cmh 180.0 147.6 122.4 104.4 93.6 90.0

cmr 12 9 9 9 9 12

cmd 168.00 138.60 113.40 95.40 84.60 78.00

cm

ai = 40.20 29.50 15.70 9.90 18.60 23.50cm

As c= 102.55 75.15 40.18 25.32 47.46 60.33cm2a = 40.22 29.47 15.76 9.93 18.61 23.66cm

As min1 25.20 20.79 17.01 14.31 12.69 11.70cm2

4/3 As c= 136.74 100.21 53.57 33.76 63.28 80.43cm2Ascm2 102.55 75.15 40.18 25.32 47.46 60.33


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ESTRUCTURA:


AS - = 20.1 barras de 1"

10.3 barras de de 1 3/8"Se colocar 12 barras de 1 3/8"2 capas

As + = 11.8 barras de 1" 6.0 barras de de 1 3/8"

Se colocar 6 barras de 1 3/8"2 capas

Refuerzo por cortante Estribos

con Av= 2 1.29 2.58 cm2/ 2 ramas

0.0 L 0.1 L 0.2 L 0.3 L 0.4 L 0.5 L

V u 126.00 95.34 72.65 52.87 35.27 21.26tn

b 45 45 45 45 45 45cmd 168.0 138.6 113.4 95.4 84.6 78.0

cmVc 67.05 47.02 38.47 32.36 28.70 26.46tnS 22 23 26 35 S max Smax

cm

Se colocar: Estribos de 1/2 en dos ramas1 @ 0.0525 @ 0.105 @ 0.15

5 @ 0.20Resto @ 0.30


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ESTRUCTURA:


Armadura de Losa de Aproximacion

Considerando el efecto de carga puntual P t = 145 KN = 145 kN

Por llanta = 72.50 7.40 tnSobre una losa con apoyo elastico

Con las siguientes caracteristicas

e = 20 cm Franja de l = 1 m

Ks = 4 kg/cm3 K res= 20,000 kg/cm= 2000 tn/m

U = 1.25 D + 2.3275 L

M u = 4.17 tn /m E = 1.2

se tiene:f`c = 280 kg/cm2 Mu = 3.5 tn-mfy = 4200 kg/cm2 a inicial= 0.9

b = 100.0 cm As = 6.32 cm2d = 15.0 cm ac= 1.1 cm1 = 0.85 Acero calculado:0.75 pb = 0.0345 fierro de 4/8 pulg @ 20.4

Kbd2 = 20.41 Se colocar :fierro de @ 20.0

3.00 m

Sellante elastomricoTipo IGAS-K o similar Asfalto

0.2 m

0.2 m

1/2" @ 0.40 m solado

0.1 0.3 m

DIMENSIONES ELEVAVACION

1/2 pulg


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ESTRUCTURA:


8.5 DISEO DE LOSA DE TABLERO

a. Veredas en volado Carga peatonal 0.5 t/m2 2.4.3.7 M Ptes MTC

0.40 m 0.20 m1.50 m

2.00 m

Elemento L e peso Mm m tn tn-m

losa 2.00 m 0.2 0.96 0.960

baranda 0.196 0.372

Peatonal 1.50 m 0.75 0.713

Mu = 2.91 tn-m

f`c = 280 kg/cm2 Mu = 2.91 tn-mfy = 4200 kg/cm2 a inicial= 0.9

Acero calculado:b = 100.0 cm As = 4.95 cm2

d = 16.0 cm ac= 0.9 cm1 = 0.850.75 pb = 0.0345 As min = 5.33 cm2

Asmin = 4/3 As cal = 6.61 cm2Kbd2 = 23.23 As colocar = 5.33

fierro de 4/8 pulg @ 19.5

Se colocara :fierro de 4/8 pulg @ 25.0

Se verificar el acero de tablero vehicular.


53/61


54/61


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ESTRUCTURA:


Refuerzo de losa: conformeAcero principal positivo

f`c = 280 kg/cm2 Mu = 3.32 tn-m

fy = 4200 kg/cm2 a inicial= 1.1


ColocarKbd2 = 20.41

fierro de 5/8 pulg @ 30.0 6.606.60

conformeEN EL SENTIDO PARALELO AL TRAFICO

Refuerzo de losa:Acero perpendicular negativo



ColocarKbd2 = 20.41 fierro de 5/8 pulg @ 35.0 5.71

fierro de 1/2 pulg @ 35.0 3.699.40


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ESTRUCTURA:


Refuerzo de losa: conformeAcero perpendicular positivo



Kbd2 = 20.41 Colocarfierro de 5/8 pulg @ 27.5 7.20

7.20conforme

Refuerzo mnimo recomendado por las normas:

Para el acero positivo:

Acero de reparticin = 100/ L0.5 < 50%

Acero de reparticin = 4.25 cm2

Comparando con el acero calculado Se coloca el acero calculado

Acero de temperatura

Ast = b hf *0.0018 / 2 = 1.62corresponde fierro de 3/8" 43.8 cm

Colocarfierro de 3/8 pulg @ 30.0


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ESTRUCTURA:


8.6 DISEO DE PARED FRONTAL

6.50

0.53 2.10

Para refuerzo horizontal

Profundidad Espesor Presion Mu- volado Mu- ext Mu+ Mu-int As + As-(m) (m) (m) (m) (m) (m) (m) (cm2) (cm2)

0.00 0.30 0.47 0.10 0.34 0.31 0.34 0.43 0.48

1.30 0.30 0.47 0.10 0.34 0.31 0.34 0.43 0.48

2.60 0.30 0.93 0.19 0.68 0.62 0.68 0.86 0.96

3.25 0.30 1.16 0.24 0.85 0.77 0.85 1.08 1.20

3.90 0.30 1.40 0.29 1.03 0.92 1.03 1.29 1.44

5.20 0.30 1.86 0.38 1.37 1.23 1.37 1.72 1.91

6.50 0.30 2.33 0.48 1.71 1.54 1.71 2.15 2.39

2.10


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ESTRUCTURA:


Se colocar en dos zonaszona superior

As negativo cara posterior3/8" @ 25.0 cm 2.84 cm2

As positivo cara frontal3/8" @ 25.0 cm 2.84 cm2zona inferior

As negativo cara posterior1/2" @ 25.0 cm 5.08 cm2

As positivo cara frontal3/8" @ 25.0 cm 2.84 cm2

Para refuerzo vertical

a = 6.50 g = a/b = 3.02b = 2.15 l = b/a = 0.33

Profundidad Espesor Presion factor Mu As barra s(m) (m) (m) placa (tn-m) (cm2) (pulg) (m)

0.00 0.30 1.16 -0.0027 -0.20 -0.28 3/8 254.92

3.25 0.30 1.16 0.0031 0.23 0.32 3/8 222.03

6.50 0.30 2.33 -0.0112 -1.65 2.31 4/8 54.96

Se colocar refuerzo:As negativo cara posterior

1/2" @ 10.0 cm 12.70 cm2As positivo cara frontal

3/8" @ 20.0 cm 3.55 cm2


59/61

ESTRUCTURA:


8.7 OTROS ELEMENTOS

VIGA TRANVERSAL

Mu = 19.41 tn-m

b= 30 cm fc = 210 kg/cm2

h = 100 cm fy = 4200 kg/cm2

d = 90 cm

ai = 4.6 cm

As = 5.85 cm2

a2 = 4.59 cm

As min= 9.0 cm2 4/3 As cal = 7.81 cm2

As colocar = 7.805 cm2

Con fierro de 3/4" 2.7 barras

Se colocar 3 BARRAS DE 3/4"

VIGA EN EXTREMO

Mu = 77.4 tn-m

b= 30 cm fc = 210 kg/cm2

h = 100 cm fy = 4200 kg/cm2

d = 90 cm

ai = 20.1 cm

As = 25.61 cm2

a2 = 20.09 cm

As min= 9.0 cm2 4/3 As cal = 34.15 cm2

As colocar = 25.615 cm2

Con fierro de 1"" 5.0 barras


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ESTRUCTURA:


MURO SEPARADOR DE TRAFICO

BARANDA VEHICULAR A 13.2

W = 355,000 N

B = 2450 mm

G = 1850 mm

Angulo de impacto = 15

Ft = 240,000 N

Lt = 1070 mm

He min = 810 mm

He = G - W B / 2 Ft

He calculado = 38.0 mm

He = 810.0 mm

0.15 0.18

0.057

2 f 5/8"

1/2 @ 25

6 f 1/2" 0.7 1.05 m

5/8 @ 22.54 f 1/2"

0.25

0.1

Mw = 2.31 tn-m

Mb = 0.88 tn-m

Mc= 12.94 tn-m


61/61

ESTRUCTURA:


En un tramo de muro

Lc = 1072 mm

Resistencia de la baranda de concreto

Rw = 26.42 tn258,873 N

En extremo de muro

Lc = 1070 mm

Rw = 26.37 tn258,465 N

Se considera la menor capacidadEntonces R w= 258,465 N

Solicitacin = 240,000 N

Rw > Solicitacin

Conforme

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