MEMORIAS DE CALCULO ESTRUCTURAL

Diseo Estructural Viaducto Manga Vieja__________________________________________________________________

DISEO ESTRUCTURAL VIADUCTO MANGA VIEJA

ING. DIEGO MAURICIO ESTRADA

MAYO DE 2010

MEMORIAS DE CLCULO ESTRUCTURAL

PROYECTO: DISEO ESTRCUCTURAL VIADUCTO MANGA VIEJA

LOCALIZACION: Yumbo - Valle del Cauca

DISEO TIPO DES (Disipacin Especial de Energa)

ZONA DE AMENAZA SISMICA: Alta

NORMATIVA:

NORMAS COLOMBIANAS DE DISEO Y CONSTRUCCION SISMO-RESISTENTE (NSR-98)

MATERIALES:

fc = 21 MPa fy = 420 MPa Acero ASTM A500- Grado C (Tubulares) Acero Grado 250 (Cables)

1. MODELO ESTRUCTURAL

Este Viaducto consta de dos torres metlicas que soportan una tubera de 4 pulg sostenida por cables, el funcionamiento de los cables se asemeja al de un puente atirantado y para evitar pandeo lateral de la tubera se arriostra igualmente mediante el uso de cables laterales.

2. ANALISIS ESTRUCTURAL

Para el anlisis estructural se tuvieron en cuenta las solicitaciones de tipo vertical (cargas permanentes y sobrecargas) el peso propio de la estructura se incluyo de tal manera que el software utilizado calculo automticamente estas cargas y lo aplica a cada uno de los elementos.

No se incluyeron las fuerzas ssmicas ya que no son relevantes para esta estructura tan liviana que pesa menos de una tonelada, igualmente la carga de viento no es crtica pues el rea expuesta es mnima y adems la localizacin del viaducto en medio de un can garantiza vientos con bajas velocidades.

3. DISEO ESTRUCTURAL

En el diseo estructural se tuvieron en cuenta los materiales especificados, las solicitaciones resultantes del anlisis estructural para todas las combinaciones de carga requeridas; el procedimiento para el diseo definitivo de los elementos estructurales se hizo de manera iterativa. El modelo estructural tuvo en cuenta los materiales especificados, las cargas estticas y dinmicas y las combinaciones de carga. Se realiz un proceso depurativo de anlisis, controlando los ndices de sobre-esfuerzo; en este caso se procur que los ndices de sobre-esfuerzo fueran cercanos a la unidad; en los elementos cables se estableci en el software de apoyo que dichos elementos solo permiten la tension.

El diseo de concreto reforzado se baso en la teora de la resistencia ultima, para todos los elementos se verificaron las cuantas mnimas y los requisitos de servicio acorde con el titulo C de la norma NSR-98; el diseo de acero se realizo mediante la metodologa LRFD y acorde con el titulo F de la misma norma.

4. SOFTWARE

Como software de apoyo se utiliz el RAM Elements versin 10, adems de hojas de clculo y procesadores de texto. El programa RAM Elements se us simultneamente para el anlisis estructural y el diseo de los elementos estructurales de tal forma que verificaran los resultados de algunos procedimientos manuales, el programa permite la realizacin del anlisis usando el mtodo de los elementos finitos. La entrada de los datos se hace a travs de una interfase grfica, la cual genera un archivo tipo hoja de clculo que se anexan como parte de las memorias, la salida de resultados se hace a travs de archivos del mismo tipo, los cuales pueden ser seleccionados discrecionalmente por el usuario. Para este caso se presentan los resultados de diseo y datos de entrada en hoja de clculo.

5. EVALUACION DE CARGAS

Ver ANEXO que contiene los clculos para la obtencin de cargas.

Toshiba

Fecha Actual: 02/06/2010 05:20 p.m.Sistema de unidades: MtricoNombre del archivo: C:\Users\USUARIO\Documents\licitaciones\acuavalle\san marcos\modelo viaducto ram.etz\

Datos de Geometra

Nudos

NudoXYZPiso Rgido[m][m][m]10.000.000.00020.000.450.00030.002.450.00040.000.000.40050.000.450.40060.002.450.40070.001.450.00080.001.450.400917.600.000.0001017.602.000.0001117.60-1.950.0001217.600.000.4001317.602.000.4001417.60-1.950.4001517.601.000.0001617.601.000.4001717.60-1.000.0001817.60-1.000.400190.002.450.200200.000.450.2002117.602.000.2002217.600.000.200238.800.2250.200240.000.45-0.200250.000.450.6002617.600.00-0.2002717.600.000.6002821.10-1.950.0002921.10-1.950.40030-2.000.000.00031-2.000.000.400

Restricciones

NudoTXTYTZRXRYRZ11111114111111111111111411111128111000291110003011100031111000

Miembros

MiembroNJNKDescripcinSeccinMateriald0dLFactor Ig[cm][cm]112PTS 76X2.5A500 GrC rectangular0.000.000.00227PTS 76X2.5A500 GrC rectangular0.000.000.00345PTS 76X2.5A500 GrC rectangular0.000.000.00458PTS 76X2.5A500 GrC rectangular0.000.000.00625PTS 51X2.5A500 GrC rectangular0.000.000.00778PTS 51X2.5A500 GrC rectangular0.000.000.0081216PTS 89X2.5A500 GrC rectangular0.000.000.0091218PTS 89X2.5A500 GrC rectangular0.000.000.0010915PTS 89X2.5A500 GrC rectangular0.000.000.0011917PTS 89X2.5A500 GrC rectangular0.000.000.00121013PTS 51X2.5A500 GrC rectangular0.000.000.0013912PTS 51X2.5A500 GrC rectangular0.000.000.00141516PTS 51X2.5A500 GrC rectangular0.000.000.00151718PTS 51X2.5A500 GrC rectangular0.000.000.00162023TUB 4 SCH10A53 GrA0.000.000.00172322TUB 4 SCH10A53 GrA0.000.000.00181923CABLE 1/4Grado2500.000.000.00192123CABLE 1/4Grado2500.000.000.0020525PTS 51X2.5A500 GrC rectangular0.000.000.0021224PTS 51X2.5A500 GrC rectangular0.000.000.00221227PTS 51X2.5A500 GrC rectangular0.000.000.0023926PTS 89X2.5A500 GrC rectangular0.000.000.00242523CABLE 1/4Grado2500.000.000.00252723CABLE 1/4Grado2500.000.000.00262623CABLE 1/4Grado2500.000.000.00272324CABLE 1/4Grado2500.000.000.00282810CABLE 1/4Grado2500.000.000.00291329CABLE 1/4Grado2500.000.000.0030316CABLE 1/4Grado2500.000.000.0031330CABLE 1/4Grado2500.000.000.003273PTS 76X2.5A500 GrC rectangular0.000.000.003386PTS 76X2.5A500 GrC rectangular0.000.000.003436PTS 51X2.5A500 GrC rectangular0.000.000.00361613PTS 89X2.5A500 GrC rectangular0.000.000.00371814PTS 89X2.5A500 GrC rectangular0.000.000.00381510PTS 89X2.5A500 GrC rectangular0.000.000.00391711PTS 89X2.5A500 GrC rectangular0.000.000.00

Articulaciones

Nudo-JNudo-KMiembroM33M22V3V2M33M22V3V2TORAXLRigidez axial181100110000Slo tensin191100110000Slo tensin241100110000Slo tensin251100110000Slo tensin261100110000Slo tensin271100110000Slo tensin281100110000Slo tensin291100110000Slo tensin301100110000Slo tensin311100110000Slo tensin

Datos de CargasNOMENCLATURA

Comb: Indica si la carga es una combinacin

Estados de carga

EstadoDescripcinComb.CategoraCMCarga MuertaNoDLCVCarga VivaNoLLDS11.4CMSiDS21.2CM+1.6CVSi

Fuerza distribuida sobre miembros

EstadoMiembroDir1Val1Val2Dist1%Dist2%[Kg/m][Kg/m][m][m]CM16Y-7.00-7.000.00No100.00Si17Y-7.00-7.000.00No100.00SiCV16Y-10.20-10.200.00No100.00Si17Y-10.20-10.200.00No100.00Si

Multiplicadores de peso propio para Estados de carga

Multiplicador Peso PropioEstadoDescripcinComb.MultXMultYMultZCMCarga MuertaNo0.00-1.000.00CVCarga VivaNo0.000.000.00DS11.4CMSi0.000.000.00DS21.2CM+1.6CVSi0.000.000.00

Sismo (Anlisis dinmico solamente)

Estadoa/gAng.Amort.[G][%]CM0.000.000.00CV0.000.000.00DS10.000.000.00DS20.000.000.00

Resultados del Anlisis

ReaccionesDirecciones de fuerzas y momentos positivos

Fuerzas [Kg]Momentos [Kg*m]NudoFXFYFZMXMYMZEstado CM=Carga Muerta161.45803280.248346.877730.836640.9039326.75563461.45668280.24769-6.87769-0.83664-0.9039626.7560411-42.01227246.96690-0.63662-0.18199-0.0260126.9467614-42.01323245.892500.636450.199420.0251926.9474028132.40152-148.669130.000060.000000.000000.0000029132.40642-148.674660.000060.000000.000000.0000030-151.73693-185.32087-0.000010.000000.000000.0000031-151.73696-185.320910.000010.000000.000000.00000SUM0.22326385.369860.000000.01743-0.00085107.40583

Estado CV=Carga Viva139.82555167.544394.882010.594450.5971417.51740439.82555167.54439-4.88201-0.59445-0.5971417.5174011-27.35750138.28295-0.47763-0.14322-0.0207217.5492614-27.35750138.282950.477630.143220.0207217.549262885.34867-96.280630.000000.000000.000000.000002985.34867-96.280630.000000.000000.000000.0000030-97.81673-119.757380.000000.000000.000000.0000031-97.81673-119.757380.000000.000000.000000.00000SUM0.00000179.578670.000000.000000.0000070.13333

Diseo de AceroReporte: Resumen - Para todos los estados seleccionados

Estados de carga considerados :DS1=1.4CMDS2=1.2CM+1.6CV

DescripcinSeccinMiembroEc. ctrlRatioEstatusReferenciaCABLE 1/418DS1 en 50.00%0.73Bien(H1-1b)DS2 en 50.00%0.66Bien(H1-1b)19DS1 en 50.00%0.71Bien(H1-1b)DS2 en 50.00%0.64Bien(H1-1b)24DS1 en 50.00%0.65Bien(H1-1b)DS2 en 50.00%0.56Bien(H1-1b)25DS1 en 37.50%0.85Bien(H1-1a)DS2 en 37.50%0.73Bien(H1-1a)26DS1 en 37.50%0.85Bien(H1-1a)DS2 en 37.50%0.73Bien(H1-1a)27DS1 en 37.50%0.85Bien(H1-1a)DS2 en 37.50%0.73Bien(H1-1a)28DS1 en 50.00%0.19Bien(H1-1b)DS2 en 50.00%0.19Bien(H1-1b)29DS1 en 50.00%0.19Bien(H1-1b)DS2 en 50.00%0.19Bien(H1-1b)30DS1 en 50.00%0.09Bien(H1-1b)DS2 en 100.00%0.13Bien(Sec. E)31DS1 en 50.00%0.09Bien(H1-1b)DS2 en 0.00%0.13Bien(Sec. E)PTS 51X2.56DS1 en 0.00%0.35Bien(Sec. H3)DS2 en 0.00%0.57Bien(Sec. H3)7DS1 en 100.00%0.02Bien(H1-1b)DS2 en 100.00%0.04Bien(H1-1b)12DS1 en 50.00%0.18Bien(H1-1b)DS2 en 50.00%0.28Bien(H1-1b)13DS1 en 50.00%0.34Bien(Sec. H3)DS2 en 50.00%0.55Bien(Sec. H3)14DS1 en 0.00%0.02Bien(H1-1b)DS2 en 0.00%0.03Bien(H1-1b)15DS1 en 0.00%0.00Bien(H1-1b)DS2 en 0.00%0.00Bien(H1-1b)20DS1 en 0.00%0.00Bien(H1-1b)DS2 en 0.00%0.00Bien(H1-1b)21DS1 en 0.00%0.00Bien(H1-1b)DS2 en 0.00%0.00Bien(H1-1b)22DS1 en 0.00%0.00Bien(H1-1b)DS2 en 0.00%0.00Bien(H1-1b)34DS1 en 50.00%0.21Bien(H1-1b)DS2 en 50.00%0.32Bien(H1-1b)PTS 76X2.51DS1 en 100.00%0.09Bien(H1-1b)DS2 en 100.00%0.14Bien(H1-1b)2DS1 en 0.00%0.02Bien(H1-1b)DS2 en 0.00%0.03Bien(H1-1b)3DS1 en 100.00%0.09Bien(H1-1b)DS2 en 100.00%0.14Bien(H1-1b)4DS1 en 0.00%0.02Bien(H1-1b)DS2 en 0.00%0.03Bien(H1-1b)32DS1 en 0.00%0.01Bien(H1-1b)DS2 en 0.00%0.02Bien(H1-1b)33DS1 en 0.00%0.01Bien(H1-1b)DS2 en 0.00%0.02Bien(H1-1b)PTS 89X2.58DS1 en 0.00%0.02Bien(H1-1b)DS2 en 0.00%0.04Bien(H1-1b)9DS1 en 0.00%0.09Bien(H1-1b)DS2 en 0.00%0.14Bien(H1-1b)10DS1 en 0.00%0.02Bien(H1-1b)DS2 en 0.00%0.04Bien(H1-1b)11DS1 en 0.00%0.09Bien(H1-1b)DS2 en 0.00%0.14Bien(H1-1b)23DS1 en 0.00%0.00Bien(H1-1b)DS2 en 0.00%0.00Bien(H1-1b)36DS1 en 0.00%0.01Bien(H1-1b)DS2 en 0.00%0.02Bien(H1-1b)37DS1 en 100.00%0.05Bien(H1-1b)DS2 en 100.00%0.07Bien(H1-1b)38DS1 en 0.00%0.01Bien(H1-1b)DS2 en 0.00%0.02Bien(H1-1b)39DS1 en 100.00%0.05Bien(H1-1b)DS2 en 100.00%0.07Bien(H1-1b)TUB 4 SCH1016DS1 en 0.00%0.20Bien(H1-1b)DS2 en 0.00%0.33Bien(H1-1b)17DS1 en 100.00%0.19Bien(H1-1b)DS2 en 100.00%0.31Bien(H1-1b)

Lista de Materiales

Nota.- Listado slo de las barras y placas seleccionadas grficamente

Miembros:

PerfilMaterialPesoULongitudPeso[Kg/m][m][Kg]CABLE 1/4GRADO2502.48E-0170.18217.432PTS 51X2.5A500 GRC RECTANGULAR3.00E+003.40010.196PTS 76X2.5A500 GRC RECTANGULAR6.89E+004.90033.763PTS 89X2.5A500 GRC RECTANGULAR6.89E+008.10055.812TUB 4 SCH10A53 GRA8.23E+0017.606144.932Peso Total [Kg]262.135

Ayudas de Diseo

______________________________________________________________________________Diego EstradaIngeniero Civil