UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERU
INGENIERIA CIVIL
PRESENTACION En el presente trabajo se desarrolla el análisis estructural del del puente “la breña” - Pilcomayo, dicho
puente interconecta lugares de la margen izquierda y la margen derecha del VALLE DEL MANTARO. El análisis está enmarcado a datos recopilados en el campo así llevando a la generación modelos matemáticos que para su desarrollo y calculo nos ayudamos con los programas: programa del Dr. Hugo Scaletti Farina FIC-UNI (Armadura.XLS y Portico.XLS) ó cualquiera de los programas académicos desarrollados por estudiantes de la FIC-UNCP (Reyna v4.0, CASTOR v1.0, Est. José Poma v1.0), Además son verificados los resultados con el programa comerciales como el SAP2000 SAP2000 v15 Para nuestro análisis consideramos 2 modelos asumidos comparándolos ellos entre si y con el obtenido con el método de trabajo unitario, y con el programa sap2000, llegando asi a conclusiones que se detallan al final.
OBJETIVOS
Realizar
esquema de de la estructura analizada, indicando dimensiones de la misma, las
secciones empleadas para cada elemento y las cargas concentradas aplicadas en los nudos
Realizar el dibujo del modelo para el análisis, con anotaciones de los números que identifiquen a los nudos y a los elementos.
Listado de los datos y de los resultados obtenidos con la hipótesis de nudos articulados. Debiendo resaltarse la deflexión máxima e indicarse qué fracción de la luz representa. Sólo se presentarán los datos y resultados finales.
Tabla verificando que los esfuerzos no superan los límites establecidos. Para elementos en compresión, deberán indicarse indicarse los valores kL/r y 1/2 ² EI / (kL)² = 1/2 ² EA / (kL/r)².
Diferenciar el análisis entre ambos modelos asumidos
Calcular la flecha para cada modelo y comparar con el obtenido por cálculo de método de trabajo unitario.
Analizar el comportamiento de cada elemento, por ambos métodos.
Desarrollar nuevas formas de análisis, acercando a la realidad nuestro modelo.
ING. RONALD SANTANA TAPIA
ANALISIS ESTRUCTURAL II
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MARCO TEÓRICO GENERALIDADES GENERALIDADES DE UN PUENTE
DEFINICION DE UN PUENTE Definiremos como Puente a una estructura que permite salvar obstáculos naturales como ríos, valles, lagos o brazos de mar; y obstáculos artificiales como vías férreas o carreteras, que se presentan en una determinada vía de comunicación. Esto debe entenderse en un sentido amplio, de forma tal que la vía puede ser desde un camino peatonal hasta un oleoducto. La expresión " obra de arte" incluye tanto a los puentes como a las alcantarillas, así como a cualquiera otra estructura perteneciente a la obra vial (conductos, túneles, muros de sostenimiento, etc.).
CLASIFICACION: Los puentes se pueden clasificar de diversas formas, por ejemplo: - Destino o uso: Carretero, ferroviario, peatonal, mixto, puente-canal, etc. - Características del obstáculo a salvar: río, arroyo, brazo de mar, carreteras o vías férreas, precipicios, etc. - Zona de emplazamiento: Rural, urbana, semiurbana o periférica. - Sus dimensiones relativas: Grandes luces, luces moderadas, luces reducidas (por convención, se aplica cuando son = 5,00 m y se las denomina "alcantarillas"). - Características estáticas: Tramos isostáticos, vigas continuas, en arco, colgantes, atirantados. - Características constructivas: "in situ", prefabricación parcial o total, voladizos sucesivos, rotados, empujados, etc.
ING. RONALD SANTANA TAPIA
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Podríamos seguir catalogando a los puentes de acuerdo con un sinnúmero de variables de diseño o proyecto: materiales, geometría, ubicación altimétrica, etc
COMPOSICION DE UN PUENTE - TERMINOLOGIA: Definiremos a continuación las partes constitutivas de un puente, con la terminología habitual en nuestro país. Esta descripción es aplicable en términos generales, a cualquier tipo de puente de acuerdo con las diversas clasificaciones antes desarrolladas; esto es, en forma absolutamente independiente de si se trata de un puente metálico o de hormigón, o si es un puente de luces moderadas o grandes. La obra civil de un puente puede dividirse básicamente en:
Puente propiamente dicho
Accesos
Los accesos pueden ser terraplenes o constituir en sí otras estructuras de puentes; en este sentido, se reserva la palabra "viaducto" cuando se quiere referir a los puentes largos, que presentan gran cantidad de vanos y altura constante. Dentro del puente propiamente dicho se distinguen 4 partes:
Superestructura
Infraestructura
Apoyos
Obras complementarias Los puentes se dividen en dos partes principales: la superestructura, o conjunto de los tramos que salvan los vanos situados entre los soportes, y la subestructura, formada por los cimientos, los estribos y las pilas que soportan los tramos. Los estribos van situados en los extremos del puente y sostienen los terraplenes que conducen a él; a veces son remplazados por pilares hincados que permiten el desplazamiento del suelo en su derredor. Las pilas son los apoyos intermedios de los puentes de dos o más tramos; los cimientos están formados por las rocas, terreno o pilotes que soportan el peso de estribos y pilas. Los tramos más cortos que conducen al puente propiamente dicho se llaman de acceso y en realidad forman parte de la fábrica.
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Cada tramo consta de una o varias armaduras de apoyo, de un tablero o piso y de los arriostrados laterales o vientos. El tablero soporta directamente las cargas dinámicas (tráfico) y por medio de las armaduras transmite sus tensiones a estribos y pilas, que, a su vez, las hacen llegar a los cimientos, donde se disipan en la roca o terreno circundantes. Las armaduras pueden ser placas, vigas y jabalcones, que transmiten las cargas mediante flexión o curvatura principalmente; cables, que las soportan por tensión; vigas de celosía, cuyos componentes las transmiten por tensión directa o por compresión; y, finalmente, arcos y armaduras rígidas que lo hacen por flexión y compresión a un tiempo.
El tablero está compuesto por un piso de planchas, vigas longitudinales o largueros sobre los que se apoya el piso y vigas transversales que soportan a los largueros. En muchos puentes los largueros descansan directamente en las pilas, o en los estribos. Otros modelos carecen de tales miembros y sólo las vigas transversales, muy unidas, soportan al tablero. En una tercera clase de puentes el piso descansa sobre el armazón sin utilizar ni vigas ni largueros.
Los arrastramientos laterales van colocados entre las armaduras para unirlas y proporcionar la necesaria rigidez lateral. El arriostrado transmite también a estribos y pilas las tensiones producidas por las fuerzas laterales, como las debidas a los vientos, y las centrífugas, producidas por las cargas dinámicas que pasan por los puentes situados en curvas. En algunas ocasiones se utilizan chapas de refuerzo transversales o diafragmas para aumentar l a rigidez de los largueros. Tales diafragmas mantienen la alineación de los largueros durante la construcción y tienden a equilibrar la distribución transversal de las cargas entre los mismos. Algunos puentes construidos de hormigón armado no necesitan vientos ni diafragmas.
Los puentes de gran tamaño descansan generalmente sobre cimientos de roca o tosca, aunque haya que buscarlos a más de 30 m bajo el nivel de las aguas. Cuando tales estratos están muy lejos de la superficie, es preciso utilizar pilares de profundidad suficiente para asegurar que la carga admisible sea la adecuada. Los puentes pequeños pueden cimentarse sobre grava o arcilla compacta, siempre que sus pilas y, estribos tengan la profundidad necesaria para soportar la acción socavadora de las aguas. Los pilotes se utilizan cuando la cimentación no tiene suficiente resistencia o cuando es preciso prevenir los peligros de la erosión. Armadura La armadura es una viga compuesta por elementos relativamente cortos y esbeltos conectados por sus extremos. La carga fija del peso del pavimento y la carga móvil que atraviesa el puente se transmiten por medio de las viguetas transversales del tablero directamente
a
las
conexiones
de
los
elementos
de
la
armadura.
En las diversas configuraciones triangulares creadas por el ingeniero diseñador, cada
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elemento queda o en tensión o en compresión, según el patrón de cargos, pero nunca están sometidos a cargos que tiendan a flexionarlos. Este sistema permite realizar a un costo razonable y con un gasto mínimo de material estructuras de metal que salvan desde treinta hasta más de cien metros, distancias que resultan económicamente imposibles para estructuras que funcionen a base de flexión, como las vigas simples. Existen múltiples maneras de colocar efectivamente los elementos de las armaduras Puentes Metálicos En estos puentes además de las cerchas paralelas se usa un conjunto de vigas transversales que trasladan las cargas de peso propio y de los vehículos a los nudos inferiores de la cercha. Para alimentar las vigas transversales se usan también vigas longitudinales sobre las c uales se apoya directamente la placa de concreto reforzado que sirve de tablero al puente.
Figura No. 1: Puente con celosías metálicas Los puentes de acero construidos han permitido alcanzar luces importantes. Los puentes sobre vigas metálicas pueden vencer luces de hasta 45 m (similar al pre esforzado tradicional), mientras que con puentes metálicos en celosías se ha alcanzado los 80 m, y con puentes metálicos en arco se ha llegado hasta 100 m, constituyendo luces importantes.
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Nota: En la figura se pueden observar las vigas transversales del puente Los puentes metálicos están conformados por elementos longitudinales de sección transversal limitada, que resisten las cargas por la acción de flexión. La acción de las cargas es transversal a la longitud del elemento (acción de viga); se presentan en la sección transversal, simultáneamente, esfuerzos de tensión y compresión, complementados con los de corte, generalmente pequeños; la transmisión de fuerzas a flexión es mucho menos eficiente que la transmisión axial. Las vigas se pueden unir rígidamente con elementos verticales a través de los nudos, con la mejora en la capacidad de carga, la disminución de las deflexiones y un aumento en la capacidad de resistir fuerzas
horizontales,
como
las
de
viento
o
sismo,
conformando
los
pórticos.
Los emparrillados conformados con elementos rectos horizontales en ambas direcciones, unidos rígidamente a través de nudos, conforman sistemas de masa activa que permiten aumentar la capacidad portante de las vigas y reducir las deflexiones. Cuando la masa se distribuye uniformemente y desaparecen las vigas individuales, se tienen las placas o losas, que permiten más cargas con menores deflexiones, dentro de ciertos rangos de relación entre las luces. Vigas Las vigas son elementos estructurales que pueden soportar cargas apreciables con alturas limitadas. Sin embargo, esta condición hace que las deflexiones sean grandes y requieran ser controladas, mediante alturas mínimas. También exige que los materiales usados puedan resistir esfuerzos de tensión y compresión de casi igual magnitud. Para optimizar su uso, la industria de la construcción ha desarrollado los denominados «perfiles estructurales de ala ancha» de acero estructural, los cuales, sin embargo, tienen limitaciones por la posibilidad de pandeo en la zona de compresión de la viga. En vigas en «celosía», como la sección no es continua, las fuerzas resultantes de compresión y tensión se concentran en los elementos de la parte superior e inferior, y actúan en sus áreas transversales; el brazo del par o momento resistente, característico de la flexión, es prácticamente constante, pues no existe la distribución triangular de esfuerzos. La capacidad a cortante de la viga es suministrada por los elementos diagonales, que en este c aso actúan a compresión.
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En materiales como el acero estructural se aprovecha el comportamiento inelástico del mismo y se trabaja con un diagrama rectangular como se muestra en la figura No. 2 en el cual el esfuerzo máximo es el de fluencia del acero.
CARACTERISTICAS DEL PUENTE METALICO:
Uniformidad.- Las propiedades del acero no cambian considerablemente con el tiempo.
Alta resistencia.- La alta resistencia del acero por unidad de peso implica que será poco el peso de las estructuras, esto es de gran importancia en puentes de grandes claros.
Durabilidad.- Las estructuras durarán de forma definitiva si tienen un adecuado mantenimiento.
Ductilidad.- Es la propiedad que tiene un material de soportar grandes deformaciones sin fallar bajo altos esfuerzos de tensión. La naturaleza dúctil permite fluir localmente evitando fallas prematuras.
Tenacidad.- Poseen resistencia y ductilidad, siendo la propiedad de un material para absorber energía en grandes cantidades.
Elasticidad.- Se acerca más a la hipótesis de diseño debido que sigue la ley de Hooke.
Costo de recuperación.- Se los puede reutilizar como chatarra.
Tipos de apoyos: Las pilas corresponden a la parte de la subestructura que soporta el tablero de la superestructura, las cuales tienen cimentación superficial o profunda a través de pilotes o caissons. La mayoría son en concreto
reforzado
y
de
tipo
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muro,
columnas
con
viga
cabezal
y
torre
metálica.
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ANALISIS ESTRUCTURAL DEL PUENTE LA BREÑA (PILCOMAYO- EL TAMBO) UBICACIÓN:
DATOS TÉCNICOS DEL PUENTE Longitud Total puente
= 60.20m
Ancho del carril (2 carril)
= 8.60m
Ancho de calzada
= 7.28m
Altura puente
= 5.71m
Ancho vereda
= 0.56m
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CORTE TRANVERSAL VEREDA
CORTE TRANSVERSAL LOSA
SECCIÓN DEL PUENTE DETALLES DE PERFILES:
DETALLE DE LAS SECCIONES Se usara el módulo de elasticidad para los perfiles de acero de E=2.1x10E7
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PERFIL W (Montantes)
E=2.1x10^7 tn/m2 Radio giro = 0.0955 m Ix = 1.864*10^-4 m4 Ag = 0.0132 m2
PERFIL TUBO (para las diagonales o arriostres)
E=2.1x10^7 tn/m2 Radio giro = 0.0778 m Ix = 1.113*10^-4 m4 Ag = 0.0184 m2
PERFIL DOBLE T (PARA LA BRIDA INFERIOR)
E=2.1x10^7 tn/m2 Radio giro = 0.1644 m Ix = 8.55*10^-4 m4 Ag = 0.0296 m2
PERFIL DOBLE T (PARA LA BRIDA SUPERIOR)
E=2.1x10^7 tn/m2 Radio giro = 0.0955 m Ix = 1.898*10^-4 m4 Ag = 0.0208 m2
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CORRECION DEL PERFIL DOBLE T (PARA LA BRIDA SUPERIOR)
E=2.1x10^7 tn/m2 Radio giro = 0.1299 m Ix = 4.186*10^-4 m4 Ag = 0.0248 m2
VISTA EN 3D DE TODA LA ESTRUCTURA
ENUMERACION DE LAS BARRAS
ENUMERACION DE LOS NUDOS
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METRADO DE CARGAS Podremos tener en cuenta del manual de diseño de puentes lo siguiente: El manual de diseño de puentes mantiene las ideas básicas de las especificaciones AASHTO. La sobrecarga especificada en dicho manual corresponde a la denominada AASHTO HL-93.
I. Cargas Permanentes (Muerta): peso propio de la estructura, peso de la superficie, veredas, etc.
II. Cargas Variables: Aquellas donde se observa variaciones frecuentes y significativas, en éstas se encuentra los pesos de los vehículos, personas, también las fuerzas de frenado y aceleración, variaciones de temperatura, etc
III.Cargas Excepcionales: Aquellas donde la probabilidad de ocurrencia es muy baja como por ejemplo debido a las colisiones, explosiones, incendio, etc.
1. CARGA MUERTA O PERMANENTE: El metrado de cargas se hara para un solo carril con las siguientes características: Concreto armado f´c = 280 Kg/cm2, Peso Específico = 2500 Kg/m3 Asfalto Peso Específico 2200 Kg/m3
1. Peso de la Losa
: 7.28*0.25*2.5/2
= 2.275 t/m
2. Peso de las Veredas: : 0.25*0.56*2.5/2+0.15*0.56*2.5
= 0.385 t/m
3. Peso del asfalto
= 0.801 t/m
: 7.28*0.05*2.2
4. TOTAL
= 3.461 t/m
2. CARGA VARIABLE
Ancho de vía: 7.28 m
N de Vías
Ancho de vereda : 0.56 m
Sobre carga distribuida: 0.97 t/m
: 2 vías
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Camión de diseño y/o tándem de diseño ( el más desfavorable)
Sobrecarga en veredas: 0.201 t/m
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Camión de diseño: 3.57tn eje delantero y 14.78 en el eje intermedio y final.
CARGA EQUIVALENTE . La carga distribuida equivalente está unida a un eje transversal de cargas concentradas con el propósito de modelar el efecto de un congestionamiento vehicular sobre el puente. Mediante el eje transversal de carga concentrado se modela la existencia de algún vehículo de mayor carga en algún lugar del tren de vehículos congestionados
Sobrecarga de diseño (HL-93) W = 0.97 t/m
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Carga viva en veredas = 0.56 *0.36 = 0.201 t/m
La carga variable será la suma de la carga equivalente con la carga viva en veredas
CARGA VARIABLE = 1.171 t/n FACTORES DE CARGA Y COMBINACIONES
a. Ductilidad: nd = 0.95 (tracción y compresión) b. Redundancia: nr = 1.05 (para un sistema isostático) c. Importancia Operacional ni =0.95 (puentes esenciales) n = 0.95x1.05x0.95 = 0.95
CONSIDERACIONES DE CARGA RESISTENCIA I.- combinación básica de carga relacionada con el uso vehicular normal, sin considerar el viento. u = n(1.25DC+1.5DW+1.75(LL+IM)+1FR+TG*TTG)…………(1) DC: carga muerta de componentes estructurales y no estructurales DW: carga muerta de la superficie de rodadura y dispositivos auxiliares IM: carga de impacto LL: carga viva vehicular FR: fricción
TG: gradiente de temperatura
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CARGA DISTRIBUIDA PARA EL ANALISIS De la ecuación 1 Obtenemos: La carga de impacto es 33% de LL pero no incluiremos en el cálculo por lo expuesto anteriormente en “sobrecarga distribuida”.
W = 0.95(1.25*2.66+1.5*0.801+1.75*1.171) W = 6.247 t/m
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CARGA CONCENTRADA EN LOS NUDOS
INSERTANDO DATOS AL PROGRAMA DEL DR. SCALETTI
Datos Relativos a los Nudos Coordenadas
n
apoyos Fuerzas Concentradas
X
Y
(m)
(m)
1
0.000
0.000
2
4.300
0.000
-26.862
3
8.600
0.000
-26.862
4
12.900
0.000
-26.862
5
17.200
0.000
-26.862
6
21.500
0.000
-26.862
7
25.800
0.000
-26.862
8
30.100
0.000
-26.862
9
34.400
0.000
-26.862
10
38.700
0.000
-26.862
11
43.000
0.000
-26.862
12
47.300
0.000
-26.862
13
51.600
0.000
-26.862
14
55.900
0.000
-26.862
15
60.200
0.000
16
4.300
5.710
17
12.900
5.710
18
21.500
5.710
19
30.100
5.710
20
38.700
5.710
21
47.300
5.710
22
55.900
5.710
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x
x
y
x
X
Fx
Fy
(t)
(t) -13.431
-13.431
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Características de las Secciones etiqueta
E
A
(t/m2 )
(m2 )
TT
2.10E+07
0.0208
tt
2.10E+07
0.0296
I
2.10E+07
0.0132
O
2.10E+07
0.0184
Desplazamientos de los Nudos n
u
v
(m)
(m)
1
0.000E+00
0.000E+00
2
9.096E-04
-3.442E-02
3
1.819E-03
-6.559E-02
4
4.128E-03
-9.352E-02
5
6.437E-03
-1.161E-01
6
9.586E-03
-1.330E-01
7
1.273E-02
-1.434E-01
8
1.616E-02
-1.469E-01
9
1.959E-02
-1.434E-01
10
2.274E-02
-1.330E-01
11
2.589E-02
-1.161E-01
12
2.820E-02
-9.352E-02
13
3.051E-02
-6.559E-02
14
3.142E-02
-3.442E-02
15
3.233E-02
0.000E+00
16
3.825E-02
-3.387E-02
17
3.352E-02
-9.297E-02
18
2.563E-02
-1.325E-01
19
1.616E-02
-1.463E-01
20
6.695E-03
-1.325E-01
21
-1.195E-03
-9.297E-02
22
-5.929E-03
-3.387E-02
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FUERZA AXIAL PARA LAS COMPONENTES MAS SOLICITADAS Las barras superiores estarán a compresión. Las barras que soportan mayor esfuerzo son 10 -11
Fuerzas Axiales en los Elementos e
i
j
sección
Ni (t)
20
18
10
TT
-460.876
21
19
11
TT
-460.876
CONSTATANDO LOS RESULTADOS USANDO SAP2000 V15
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DIAGRAMA DE FUERZAS AXIALES
ANALISIS DE LOS ELEMENTOS SOMETIDOS A FUERZAS AXIALES
DIAGONAL (Arriostre tubular) barras 14-1y 27-1
Relación de Esbeltez (17.148/0.0778) = 91.88 70 ≤ 91.88 ≤ 200
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Factor de longitud efectiva K = 1
La fuerza axial para este caso será : F = 218.58 tn COMPRESION
Aplicando la ecuación de Euler para elementos esbeltos Radio Giro=0.0778m Ag = 0.0184 m2 ASTM A992 Fy=50Ksi
√ √
( )
Fcr = 19306.38 tn
Pu = Fcr = 0.85x17767,19x0.0208 = 301.952 tn ≥ 218.58 tn
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cumple la condición
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MONTANTE (perfil I) barras 30-1 y 32-1
F = 26.86 tn TRACCION
cumple la condición
BRIDA INFERIOR (perfil doble T) barras 7-1 y 35-1
F = 492.61 tn TRACCION
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cumple la condición
BRIDA SUPERIOR (perfil doble T) barras 10-1 y 11-1
Relación de esbeltez (1 8.6/0.0955) = 90.10 70 ≤ 90.10 ≤ 200
La fuerza axial para este caso será:
F = 482.5 tn COMPRESION Aplicando la ecuación de Euler para elementos esbeltos Radio Giro=0.0955m Ag = 0.0208 m2 ASTM A992 Fy=50Ksi
√
√
( )
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Fcr = 17767,19tn Pu = Fcr = 0.85x17767,19x0.0208 = 350tn ≤ 482.5 tn
No cumple la condición
CUADRO DE DESPLAZAMIENTOS OBTENIDOS CON EL PROGRAMA DEL Dr. SCALETTI Y EL SAP2000 Desplazamientos de los Nudos n
u
v
(m)
(m)
1
0.000E+00
0.000E+00
2
9.096E-04
-3.442E-02
3
1.819E-03
-6.559E-02
4
4.128E-03
-9.352E-02
5
6.437E-03
-1.161E-01
6
9.586E-03
-1.330E-01
7
1.273E-02
-1.434E-01
8
1.616E-02
-1.469E-01
9
1.959E-02
-1.434E-01
10 2.274E-02
-1.330E-01
11 2.589E-02
-1.161E-01
12 2.820E-02
-9.352E-02
13 3.051E-02
-6.559E-02
14 3.142E-02
-3.442E-02
15 3.233E-02
0.000E+00
16 3.825E-02
-3.387E-02
17 3.352E-02
-9.297E-02
18 2.563E-02
-1.325E-01
19 1.616E-02
-1.463E-01
20 6.695E-03
-1.325E-01
21 -1.195E-03
-9.297E-02
22 -5.929E-03
-3.387E-02
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TABLE:
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Joint
Displacements Joint
OutputCase CaseType
U1
U2
U3
Text
Text
Text
m
m
m
1
DEAD
LinStatic
0
0
0
2
DEAD
LinStatic
0.00181
0
-0.065576
3
DEAD
LinStatic
0.006402
0
-0.116057
4
DEAD
LinStatic
0.012661
0
-0.143327
5
DEAD
LinStatic
0.019477
0
-0.143327
6
DEAD
LinStatic
0.025737
0
-0.116057
7
DEAD
LinStatic
0.030328
0
-0.065576
8
DEAD
LinStatic
0.032138
0
0
9
DEAD
LinStatic
0.03824
0
-0.033859
10
DEAD
LinStatic
0.033487
0
-0.092935
11
DEAD
LinStatic
0.025569
0
-0.132438
12
DEAD
LinStatic
0.016069
0
-0.146282
13
DEAD
LinStatic
0.006569
0
-0.132438
14
DEAD
LinStatic
-0.001349
0
-0.092935
15
DEAD
LinStatic
-0.006101
0
-0.033859
16
DEAD
LinStatic
0.00091
0
-0.034412
17
DEAD
LinStatic
0.004109
0
-0.093488
18
DEAD
LinStatic
0.009534
0
-0.132992
19
DEAD
LinStatic
0.016069
0
-0.146856
20
DEAD
LinStatic
0.022605
0
-0.132992
21
DEAD
LinStatic
0.028029
0
-0.093488
22
DEAD
LinStatic
0.031229
0
-0.034412
CONCLUSION
Vemos que la diferencia se encuentra a partir del 4 decimal, por ende podríamos asumir que son iguales
ING. RONALD SANTANA TAPIA
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ELECCION DE NUEVO PERALTE PARA MEJORAR LA RESISTENCIA A LA COMPRESION Al momento de modelar se podrá corregir la brida superior con perfiles que tengan más peralte, por ende al aumentar la sección también aumentara la resistencia de diseño a compresión Pr = FcrAg para soportar la fuerza actuante
En nuevo peralte para mi sección doble T tiene 10 cm más en comparación con el perfil anterior, con la cual haciendo los cálculos necesarios cumple con las especificaciones del AISC - LRFD.
INSERTANDO LOS DATOS AL PROGRAMA DEL Dr, SCALETTI
etiqueta
E
A
(t/m2 )
(m2 )
TT
2.10E+07
0.0248
tt
2.10E+07
0.0296
I
2.10E+07
0.0132
O
2.10E+07
0.0184
Desplazamientos de los Nudos n u (m)
V (m)
1 0.000E+00
0.000E+00
2 9.096E-04
-3.176E-02
3 1.819E-03
-6.027E-02
4 4.128E-03
-8.611E-02
5 6.437E-03
-1.066E-01
6 9.586E-03
-1.224E-01
7 1.273E-02
-1.316E-01
8 1.616E-02
-1.356E-01
ING. RONALD SANTANA TAPIA
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Fuerzas Axiales en los elementos más solicitados
Fuerzas Axiales en los Elementos e
i
j
Sección
Ni (t)
20
18
19
TT
-485.494
21
19
20
TT
-485.494
Comprobando con el programa sap2000 v15
La nueva fuerza axial será: F = 485.49 tn COMPRESION
Radio de giro = 0,1299 m Ag = 0.0248
√ √ ING. RONALD SANTANA TAPIA
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( )
Fcr = 26014.882 tn/m2
Pu = Fcr = 0.85x17767,19x0.0248 = 548.4tn ≥ 485.49 tn
TABLE:
Cumple la condición
Joint
Displacements Joint
OutputCase CaseType U1
U2
U3
Text
Text
Text
M
m
m
19
DEAD
LinStatic
0.016163 0
-0.1354
RESUMEN DE LOS DEZPLAZAMIENTOS VERTICALES NUDO CENTRAL
Desplazamientos en el centro SCALETTI
-0.1356
SAP2000 V15
-0.1354
CUADRO DE FUERZAS AXIALES PARA LOS ELEMENTOS MÁS AFECTADO Para las barras 10 y 11
Fuerza axial en Compresión SCALETTI
485.494
SAP2000 V15
482.50
En las páginas anteriores ya se demostró la capacidad de carga de los perfiles sometidos a compresión También se halló la relación de esbeltez para cada uno de los perfiles usados Pu = Fcr = 0.85x17767,19x0.0248 = 548.4tn ≥ 485.49 tn
OK
Relación de esbeltez (1 8.6/0.0955) = 90.10
ING. RONALD SANTANA TAPIA
OK
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70 ≤ 90.10 ≤ 200
Los elementos en tracción no deberán superar 15000tn/m2(Ag) Para una tracción encontrada (1044 tn ≥ 450 Tn)
OK
ARMADURA ARTICULADA CON CARGA DISTRIBUIDA A LO LARGO DEL EJE Obtenemos los mismos resultados W= 6.247
TABLE:
Joint
Displacements Joint
OutputCase CaseType U1
U2
U3
Text
Text
Text
m
m
m
19
DEAD
LinStatic
0.016163 0
-0.1354
CON NUDOS RIGIDOS EN ARTICULACIONES Y CON CARGA DISTRIBUIDA
W= 6.247
ING. RONALD SANTANA TAPIA
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Cuadro de máximos desplazamientos en el centro del puente.
TABLE:
Joint
Displacements Joint
OutputCase CaseType U1
U2
U3
Text
Text
Text
m
m
m
19
DEAD
LinStatic
0.010001 0
-0.083515
NUDOS RIGIDOS EN ARTICULACIONES Y CON CARGAS PUNTUALES
ING. RONALD SANTANA TAPIA
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Diagrama De Fuerzas Axiales
Desplazamiento Máximo En El Centro De Luz
TABLE:
Joint
Displacements Joint
OutputCase CaseType U1
U2
U3
Text
Text
Text
m
m
m
19
DEAD
LinStatic
0.010001 0
-0.083515
RESUMEN -
En las páginas anteriores ya se demostró la capacidad de carga de los perfiles sometidos a compresión y tracción.
PERFIL
DISEÑO (Tn)
ACTUANTE (Tn)
TUBO
301.952
218.58 (compresión)
PERFIL W
463.98
26.86 (tracción)
PERFIL 2T (brida superior)
548.4
485.49 ( compresión )
PERFIL 2T (brida inferior)
1040.44
-
492 (tracción)
También se halló la relación de esbeltez para cada uno de los perfiles usados
Relación de esbeltez de todos los perfiles cumple Como ejemplo la brida más esbelta
(1 8.6/0.0955) = 90.10 70 ≤ 90.10 ≤ 200
-
OK
Los desplazamientos máximos deben ser menores que 60.2/500 = 0.124 m
ING. RONALD SANTANA TAPIA
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