Diseño de Puente Losa Final PDF [PDF]

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DISEÑO DE PUENTE LOSA Diseñar una losa de puente simplemente apoyada de 15.0 m de longitud, con armadura principal paralela al tráfico y la sección transversal que se muestra. Utilizar concreto f’c= 315 kg/cm2 y fy= 4200 kg/cm2. La carga viva a utilizar es HL-93.

Luz = 15.00

SOLUCION: A) Pre-dimensionamiento S = tmin =

15000 mm 0.72 m

Donde: S: luz del puente en mm. B) Diseño de franja interior (1 m de ancho) B.1) Momentos de flexión por cargas Carga muerta (DC) Wlosa = 0.72m x 1.0m x 2.4 T/m3 = 1.728 T/m Mdc = 48.6 T-m

donde: L: luz del puente en m.

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Carga por superficie de rodadura (DW) Wasf 2” = 0.05m x 1.0m x 2.25T/m³ = 0.113T/m Mdw = 3.16 T-m

Donde: L: luz del puente en m. Carga viva (LL): De la Tabla APÉNDICE II-B, para vehículo HL-93, y con la consideración de carga dinámica (33%) en estado límite de Resistencia I:

M = 141.28 t-m 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 36.99 T-m OK!

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As de distribución

% = 14.29 % As repart = 0.1429(56.93 cm2) = 8.14 cm2 Utilizando varillas ϕ 5/8”, la separación será:

0.25 m 8.14 USAR 1ϕ5/8” @ 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 ϕ 1/2”, la separación será:

1.29 20 cm 6.48 B.4) Revisión de fisuración por distribución de armadura

72 cm 0.09

9 cm

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Esfuerzo máximo del acero:

Para el acero principal positivo (dirección paralela al tráfico):

dc = 3.77cm

b = espaciamiento del acero

= 9 cm

nv = número de varillas

=1

A = 67.54 cm2

Z = 30,591 Kg/cm Reemplazando en la fórmula del esfuerzo máximo del acero: fso 4826.3 kg / cm2 < 0.6*4200 kg/cm2 = 2520 kg/cm2 Esfuerzo del acero bajo cargas de servicio

Para el Diseño por Estado Límite 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 = 2’039,400 kg/cm2 Ec = 15344*f´c^0.5 kg/cm2 Ec = 272, 329 kg/cm2

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9 cm

68.23 cm

72 cm

0.09 m

Área de acero transformada: Ast = relación modular x área 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 sección transformada:

I = 107014.46 cm4 Reemplazando en la fórmula para el acero bajo cargas de servicio:

fso2264kg/cm2 0.95 . Donde: =

factor de modificación de las cargas

D = factor relacionado con la ductilidad 1.0 para diseños 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 típicos C.4) Cálculo del Acero Para el Estado Límite 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 tráfico Utilizando As 1” y recubrimiento r= 2.5cm

0.72 m

d= 72cm – 3.77cm = 68.23cm

Despejando a y reemplazando en As: a As

= 5.7 cm = 36.33 cm2

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La separación será:

14 cm 36.33 USAR 1ϕ1” @ 0.14m As mínimo 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 f´c^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 distribución

% = 14.29 % As repart = 0.1429(36.33 cm2) = 5.19 cm2 Utilizando varillas ϕ 5/8”, la separación será:

0.39 m 5.19 USAR 1ϕ5/8” @ 0.39m

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C.5) Revisión de fisuración por distribución de armadura

72 cm 0.14

14 cm Esfuerzo máximo del acero:

Para el acero principal positivo (dirección paralela al tráfico):

dc = 3.77cm b = espaciamiento del acero = 14 cm nv = número de varillas = 1

A = 105.85 cm2

Z = 30,591 Kg/cm Reemplazando en la fórmula del esfuerzo máximo del acero: fso 4155.11 kg / cm2 < 0.6*4200 kg/cm2 = 2520 kg/cm2

Esfuerzo del acero bajo cargas de servicio

Para el Diseño por Estado Límite 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

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Para un ancho tributario de 0.14 m: Ms = (55.35T-m/m) (0.14 m) = 7.77 T-m Es = 2’039,400 kg/cm2 Ec = 15344*f´c^0.5 kg/cm2 Ec = 272, 329 kg/cm2

14 cm

68.23 cm

72 cm

0.14 m

Área de acero transformada: Ast = relación modular x área 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

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Inercia respecto del eje neutro de sección transformada:

I = 131646.678 cm4 Reemplazando en la fórmula para el acero bajo cargas de servicio

fso 2146.32 kg / cm2 < 0.6*4200 kg/cm2 = 2520 kg/cm2

ok!!

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0.20 m 0.72 m 0.09 m 0.14 m

0.25 m

0.15 m

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