HOJA DE CALCULO EXCEL PARA EL DISEÑO DE PUENTES COLGANTES, USADOS EN PERU Y OTROS PAISES, PARA SOLUCIONAR CON POCO PRESUPUESTO GRANDES LUCES.Descripci...
Un puente colgante es un puente cuyo tablero, en vez de estar apoyado sobre pilas o arcos se sujeta mediante cables o piezas atirantadas desde una estructura a la que van sujetas.Descripción completa
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Descripción: ANALISIS Y DISEÑO DE PUENTE COLGANTE
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PRESUPUESTO PUENTE COLGANTEDescripción completa
Este trabajo puede importar a estudiantes de ing. civil, o que esten haciendo un diplomado en Inspección de obrasDescripción completa
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Este trabajo puede importar a estudiantes de ing. civil, o que esten haciendo un diplomado en Inspección de obras
PUENTE COLGANTE RIO MOTUPE
Manual sobre puentesDescripción completa
QWERTGJHGFdaSDZFXGHGNZTRGZSEDescripción completa
Puente colganteDescripción completa
el siguiente trabajo analiza el comportamiento estructural de un puente colgante sometido a carga vivas y su propio peso, incluye la descripción de los esfuerzos que se generan y explica de …Descripción completa
puente colganteDescripción completa
Descripción: ACU
ANALISIS Y DISEÑO DE LA ESTRUCTURA COLGANTE PARA TUBERIA
DATOS GENERALES PARA EL DISEÑO DE PENDOLA Y CABLE PRINCIPAL GEOMETRIA DEL PUENTE Longitud Total del Puente(L) Longitud de la Flecha(f) Por Proceso Constructivo Redondear flecha (f) Long. Min. de la pendola (∆H) Espaciamiento entre Péndolas(l) Diámetro de la Tuberia de FºGº (d) Altura Total del Puente (H T )
ingresar datos en las celdas amarillas no tocar las celdas rojas
80.0 m 8.0 m 8.0 m 0.5 m 3.0 m 14.0 pulg 8.5 m
METRADO DE CARGAS TOTALES QUE SOPORTA LA TUBERIA Carga Muerta (WD) Carga Viva (WL) Carga de Viento (WV) Carga Ultima de diseño (Wu)
20.0 Kg/m 50.0 Kg K g/ m 2.0 Kg/m 88.0 Kg/m
FACTORES DE SEGURIDAD PARA EL DISEÑO DE PENDOLA Y CABLE PRINCIPAL Factor de seguridad para el diseño de Péndolas factor de seguridad para el diseño del cable principal
5.0 5.0
DATOS PARA DISEÑO DE LAS ABRAZADERAS Datos para el Diseño de los pernos por corte Se utilizará pernos de grado 5 (A-325) Esfuerzo unitario permisible en corte.(Fv)
1055.0 Kg/cm2
Datos para el Diseño por aplastamiento de pernos Esfuerzo unitario permisible en compresión.(F ) P
3375.0 Kg/cm2
ANALISIS Y DISEÑO DE LA ESTRUCTURA COLGANTE DISEÑ0 DE LA TUBERIA Espesor Mínimo de la tubería de FºGº (t Mín ) t min
0.22 cm 2.2 mm 3.0 mm
Luego el espesor de tuberia de FºGº a usar será Donde : d : Es el diámetro de la tubería de FºGª
DISEÑ0 DE LA PENDOLA Esfuerzo de tracción en la Péndola (Tp) Esfuerzo de tracción de Rotura en la Péndola(TR)
264 Kg 1320.0 Kg =
1.32
Tn
Según el cuadro del Anexo Nº …. USAR CABLES PROLANSA Diámetro 3/16 pulg SERIE 6 X 19 TIPO COBRA P e s o 0.08 Especificacionesde las Péndolas ALMA DE FIBRA TR efectiva 1.3 Tn Debe cumplirse la siguiente restricción r otro cab Longitud de las Péndolas (Yi) Numero de Péndolas (Np) 25.67
Kg/m
Distancia longitud de Doblez Pénd del centro a la Péndola i arriba y Longitud ola (i) la pendola i (Yi)m abajo (m) Total (m) Centro 0.0 0.50 0.2 0.70 RESUMEN DE DISEÑO DE PENDOLA 1 3.0 0.55 0.2 0.75 2 6.0 0.68 0.2 0.88 Longitud Total de Péndolas 17.29 m 3 9.0 0.91 0.2 1.11 Numero de Péndolas (Np) 25.67 A 4 Total de grampas por pendola # 1 2 . 0 1 . 2 2 0.2 1.42 4 H C E 5 Longitud total doblez arriba y a bajo 15.0 1.63 0.2 1.83 18 cm R E 6 1 8 . 0 2 . 1 2 0.2 2.32 D Centro 0.50 ESPECIFICACIONES DE PENDOLA 1 -3.0 0.55 0.2 0.75 CABLES PROLANSA 2 -6.0 0.68 0.2 0.88 SERIE 6 X 19 TIPO COBRA 3 -9.0 0.91 0.2 1.11 ALMA DE FIBRA A D 4 -12.0 1.22 0.2 1.42 Diámetro 3/16 pulg R E I 5 1 5 . 0 1 . 6 3 0.2 1.83 P e s o 0.08 Kg/m U Q Z 6 1 8 . 0 2 . 1 2 0.2 2.32 T R e f e c t i v a 1 . 3 T n I Longitud To Total de de Pé Péndolas 17.29
DETERMINACION DEL NUMERO DE GRAMPAS PARA SUJECION DE CABLES NOTA : Para fijar la pendola pendola con la abrazadera asi como la pendola y el extremo superior de la tubería, los dobleces tanto como en el extremo superior y extremo inferior de la pendola se estiman según el cuadro
DIAMETRO DE CABLE Y TAMAÑO DE GRAMPAS pulg. 1/8 0.19
mm 3 5
# Total de grampas por pendola
DISTANCIA ENTRE CADA GRAMPA
CANTIDAD GRAMPAS
pulg. 3/4 1 1/8
2 2 4
# de grampas
Unión Péndola-Cable Principal Unión Péndola-Tubería
LONG. CABLE A DOBLAR DESDE GUARDACABO
mm 18 30
pulg. 1 1/2 2 1/4
Distancia entre cada grampa
2 2
3 3
cm cm
mm 36 60
Longitud de extremo libre
3 3
LONGITUD EXTREMO LIBRE
cm cm
pulg. 3/4 1 1/8
mm 18 30
Longitud de Longitud cable a total doblez doblar arriba y a bajo 6 cm
6
cm
18
cm
DISEÑO DE LAS ABRAZADERAS Tracción Tangente al Cable Principal (T1)
P1 : Carga de corte que actúa en el perno Abraz adera Xi (m) (i) 1 2 3 4 5 6
Esfuerzos en las Abrazaderas(P1) Diseño de los pernos por co rt rte
Diseño de los pernos por Aplastamiento
n=Numero de pernos en la abrazadera
t=Espesor de la plancha de abrazadera
Area del d Ø Perno Perno 3.0 6.0 9.0 12.0 15.0 18.0
n : Distancia mínima d : Diámetro del orificio para perno D : Diámetro del orificio para péndolas mas guardacabo a : Distancia mínima al extremo de la plancha d p : Diámetro del perno d pd : Diámetro de pendola
a n
a1 : Dist. Al extremo inferior de la plancha, minimo 2" d cp : Diámetro del cable principal
D a1
Gemetría de la abrazadera
d pd d p (pulg.) (pulg.) 3/16
d (pulg.)
1/2
D (pulg.) n (pulg.) a (pulg.)
5/8
3/8
1 5/9
a1 (pulg.)
1 1/4
DISEÑO DEL CABLE PRINCIPAL n= Longitud del Cable Principal (Lc)
xi f L α HT L1 Longitud de los Fiadores (Lf)
0.1 82.08 82. 08 m 40 m centro del puente 8.0 8. 0m 80.0m 80 .0m 21.8 º 8.5 8. 5m 22.00 m 23.58 m
Tracción Máxima Horizontal en el Fiador (Hmax)
Tracción Máxima Horizontal por Carga Ultima (H wu ) Tracción Máxima Horizontal por Temperatura (H ) t Tracción Máxima Horizontal por Peso del Cable (Hc) El peso del cable se Asume Para una Especificaciones del Diámetro primera aprox.según el cuadro Nº.. Cable Principal Peso (Wc) Tracción Máxima Horizontal por Peso de las Péndolas (Hp) Estos datos han sido calculados en Especificacionesde Diámetro el diseño de las Péndolas Peso (Wp) las Péndolas H Máx Luego la Tracción Máx. Hor. en el Fiador (Hmax)
α cosα Tracción Máxima en el Fiador del Cable Principal (Tmax) Tracción Máxima de Rotura en el Cable Principal (TR) (TR) Según el cuadro Nº 01 USAR CABLES PROLANSA Especificaciones SERIE 6 X 19 TIPO BOA del Cable Principal ALMA DE ACERO Debe cumplirse la siguiente restricción
8800 Kg 132 Kg 154 Kg 3/4 pulg 1.54 Kg Kg/m 8 Kg 3/16 3/1 6 pul pulg g 0.08 Kg/m 9094 Kg 21.8 º 0.93 9794.54 Kg 48973 Kg = Diámetro
3/ 4
Peso TR efectiva
48.97
Tn
pulg 1.54 Kg/m 23.75 Tn usar otro cable
2
a2 L (pulg.) H (pulg.) (pulg.) 2
3
6
DISEÑO DE LA CAMARA DE ANCLAJE Geometría de la Cámara de anclaje (Predimensionamiento)
Largo (l) Ancho (a) Alto (h)
2 m 2 m 1.2 m
h
l 2.00
1.20 m
m
Cargas que actúan en la Cámara de anclaje Tmáx Vmáx Hmáx
T máx H máx V máx Q
9794.5 9794 .54 4 9094 3637.6 11040
α
21.8 °
Kg Kg Kg Kg
Q l/2
Estabilidad al Deslizamiento Cf =
∑Fv = H máx FSD
Estabi Estabilid lidad ad al Volteo Volteo
l/2
Estabi Estabilid lidad ad por Presió Presión n Sobre Sobre el Terren Terrenoo
1.0 Mr = 11040 Kg-m 7402.4 Kg Mv = 10 1091 912. 2.8 8 Kg Kg-m -m 9094.0 Kg FSV = 1.01 Aume Aumentar ntar l y dismi disminuir nuir a y h 0.81 Aume Aumentar ntar dimens dimensiones iones de, de, a y h e= 0.98 m σt = 1.5 Kg/cm2 cap. Port.del terreno σ1 = 7307 Kg/m2 σ1 = 0.73 Kg/cm2 ok σ2 = -3605.8 Kg/m2 σ2 = -0.36 Kg/cm2 ok
Datos de Diseño
Diseño del Macizo de Anclaje Calculos A = 48.97 cm2 7.9 cm D = Diámetro del Macizo 3.1 pulg D = usar Macizo de Anclaje D = 3.00 pulg Area del Macizo
T máx Rot. F.S f s
48973 Kg 2 2000 Kg/cm2
T máx Tracción Máxima en el Fiador F.S Factor de seguridad f s Resistencia a la Tracción del Fierro Liso Vista en planta de la cámara de anclaje
Cable del Fiador
e d e j o a z l i c c n a a M l 2.00 m
a 2.00
m
DISEÑO ESTRUCTURA APORTICADA (DISEÑO DE LA TORRE) Carga Vertical Sobre la torre (P) V máx 3637.6 Kg P 7275.2 Kg Carga Carga Total Total Produc Producida ida Sobre Sobre la Torre Torre P 7275.2 Kg Carga Carga Actuan Actuante te en el centr centro o de de la la torr torree
Predimensionamiento del Pórtico Predimensionamiento de Columnas del pórtico P1 7275.2 Kg Ag usar Se Sección Mí Mínima 2 f' 210 Kg/cm 4200 Kg/cm2 54.99 cm2 2% cuantia
c
usar f y
b t
Predimensionamiento de las Vigas de Arriostre dimensiones de las Las vigas cumplirán Vigas b h
25 25
cm cm
estrictamente la funcion de arriostramiento a las columnas
25 cm 25 cm cm
Ag dimensiones de las calculada columnas 625
cm2
0.25 m 0.25 m
0.06
b t
0.25 m 0.25 m
columnas
o r e c l e v i n
h = 0.25 m ho = 1.25 m longitud total 1.5 m
l e v i n r e m i r p
0.1875
l e v i n o d n u g e s
0.094
h m3 primer nivel
h1
H T
h
m3
2
nivel cero
volumen 0.313
ho
m3
1
b
L
b
volumen 0.094
m3
2 volumen 0.313
vigas h = 0.25 m L = 1.5 m 1.5 m luz libre (L)
h2
volumen
columnas h = 0.25 m h2 = 2.25 m longitud total 2.5 m
segundo nivel
1
vigas h = 0.25 m L = 1.5 m 1.5 m luz libre (L)
h
2
columnas h = 0.25 m h1 = 2.25 m longitud total 2.5 m
cm cm
0.06
volumen
vigas h = 0.25 m L = 1.5 m 1.5 m luz libre (L)
25 25
RESUMEN GENERAL o dimensiones de las dimensiones de las i o s t n n Vigas columnas e i e m m i b 25 cm b 25 cm d e a n t r h 25 cm 25 cm p
DIMENSIONES DEL PORTICO (GEOMETRIA DEL PORTICO) dimensiones de las Area dimensiones de las Area Vigas columnas m2 m2 b h
b t
m3
1 volumen 0.094
m3
ALTURA TOTAL DEL PORTICO (H T ) H T = 6.5 m
PESO TOTAL DEL PORTICO (P2) γcºcº =
2.4 Tn/m
3
peso especifico del concreto
nivel cero
primer nivel
Segundo nivel
columnas volumen
columnas volumen
columnas volumen
m3
0.188
0.313
m3
m3
0.313
vigas
vigas
vigas
volumen
volumen
volumen
m3
0.094
Peso del nivel cero
0.094
Peso del primer nivel
Tn
0.68
m3
0.98
Tn
m3
0.094
Peso del Segundo nivel 0.98
Tn
Peso Total del Pórtico (P2) 2.63
P2
Tn
CARGAS QUE ACTUAN SOBRE EL PORTICO Carga de viento proveniente del aéreo, trasmitida como Fv sistema una fuerza cortante que actúa en la cúspide de la torre.
P1 W2 F2
Fv
Fo Fuerzas de sismo distribuido en F1 cada nivel del pórtico F2
v 1 W
W v 2
Fv
W1 carga distribuida en cada nivel del pórtico; por ejemplo: W1 W2 representa el peso del primer nivel W1 expresado por metro lineal; W2 representa el peso del segundo nivel expresado en metro lineal.
F1
v 2 W Wo Fo
Wv1 Carga distribuida que el viento Wv2 ejerce sobre la torre Es la carga ejercida por el cable P1 principal y el fiador la carga debido al peso propio P2 Es del pórtico
Esquema general en el que se muestra todas las fuerzas que actúan sobre el pórtico
CALCULO DE LAS CARGAS QUE ACTUAN SOBRE EL PORTICO Datos para el cálculo de Fv resultados de Cálculo Cn = 0.55
q = d = L =
Coeficiente pa para tu tubos co con su superficies li lisos
2
15 Kg/m 14.0 pu 14.0 pulg lg 80.0 m
Presión dinámica del viento Diámetro de la Tuberia de FºGº (d) Longitud Total del Puente(L)
Datos para el cálculo de Wv1 Cn = 2.8 q = 25 Kg/m 2 d = 0.25 m
Coeficiente para torres Presión dinámica del viento Peralte de la viga de arriostre en la torre
Fv
234.7 Kg 0.2347 Tn
resultados de Cálculo Wv1 Wv2
Resultados de Calculo de P1
P1
Resultados de Calculo de P2
P2
17.5 0.0175 8.750 0.009 7275. 2 7. 28 2625 2. 63
Kg/m Tn/m Kg/m Tn/m
Kg Tn Kg Tn
CALCULO DE LA FUERZA SISMICA QUE ACTUAN SOBRE EL PORTICO (F1, F2) Datos para el cálculo de las cargas producidas por resultados de Cálculo sismo Rd = Z= U = S = C =
4 0.4 1.5 1.2 0.4
Factor de ductilidad Factor de zona Factor de uso e importancia Factor de suelo Coeficiente Sísmico
Carga total sobre el pórtico(P) la cortante Basal (H)
Cálculo del Coeficiente Sísmico (C) datos
calculos
N=
T=
Ts =
2
Número de pisos (Arriostre) Periodo predominante del suelo, está en función al tipo de suelo
0.6
C=
17175. 1717 5.44 17.18 1236 12 36.6 .633 1.24
Kg Tn Kg Tn
0.16 seg 0.63
C esta fuera del rango
CALCULO FUERZAS SISMICAS EN CADA NIVEL DEL PORTICO h= 6.5 m b= 2 m h/b = 3.25 nivel 2 1 0
f = 0.85 ; si : h/b >6 f = 1.00 ; si : h/b <3 hi(m) Pihi f Fi(Tn) 4.88 4.75 0.85 0.707 2.38 2.32 1 0.405 1.38 0.93 1 0.162 suma 7.07
Pi(Tn) 0.98 0.98 0.68
Resultados de Calculo de F0
F0
Resultados de Calculo de F1
F1
Resultados de Calculo de F2
F2
162.37 0.16 405.1 0.41 706.8 0.71
Kg Tn Kg Tn Kg Tn
CALCULO DE W1 Y W2 Calculos 8.25 Tn 0.98 Tn W2 4.71 Tn/m 0.68 Tn W1 0.56 Tn/m 1.75 m Wo 0.39 Tn/m P'1 = Peso de del pr primer ni nivel
Peso total actuante en el segundo nivel 2 Peso total actuante en el primer ni nivel 1 Peso total actuante en el primer ni nivel 0 Luz libre de Viga entre ejes ejes de columnas (L') P'2 =P =P1+Peso se segundo ni nivel
Resultados de Calculo de W2
W2
4.71
Tn/m
Resultados de Calculo de W1
W1
0.56
Tn/m
Resultados de Calculo de W2
Wo
0.39
Tn/m
RESUMEN DE CALCULO DE LAS CARGAS QUE ACTUAN SOBRE EL PORTICO Fv