Hoja de calculo para diseno de puente losaDescripción completa
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Diseño de puente losaDescripción completa
DISEÑO DE PUENTE LOSADescripción completa
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PUENTES TIPO LOSADescripción completa
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Descripción: ejemplo diseño puente viga losa
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Descripción: Puente Viga Losa
UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTÓBAL DE HUAMANGA
PUENTES Y OBRAS DE ARTE (IC-540)
DISEÑO DE SUPERESTRUCTUR SUPERES TRUCTURA A DE PUENTES DE SECCION COMPUESTA DATOS DE DISEÑO DATO DATOS S GEOM GEOM TRIC TRICOS OS L = 45 . 00 m Bc = 7.20 m Nb = 3.00 Nc = 2.00 S = 3.00 m bv = 1. 20 m hv = 15.00 cm hs = 15.00 cm pv = 10.00 cm e = 5.00 cm av = 30.00 cm
Longitud del pu puente en entre apoyos Ancho de la calzada Numero de vigas principales Numero de vias Separacion de vigas principales Ancho de vereda Pera Peralt lte e de tram tramo o ext extre remo mo de la la vere vered da Altura de ve vered reda so sobre la ca calza lzada Pend Pendie ient nte e horiz orizo ontal ntal de la vere vereda da Espesor de de pavimento Longitud de apoyo de la vere vered da
Resistencia del concreto en la losa Esfuerzo de fluencia de acero de refuerzo Esfuerzo de fluencia de acero estructural Peso especifico del concreto Peso específico del acero estructural Peso específico del pavimento Modulo de elasticidad de acero(estructural y de refuerzo) Modulo de elasticidad del concreto
CARGAS P = SCv = Wb = Ws c = Ø =
Carg arga de de 01 rue rueda da en eje eje dela delant nte ero (HL(HL-93 93)) Sobr Sobrec ecar arga ga peat peaton onal al en vere vereda da Peso Peso propi ropio o de la baran aranda da Sobr Sobre e carg carga a dist distri rib buid uida Modificador de resistencia para flexion para losas de concreto
3.57 0.36 0.10 0.96 0.90
tn tn/m tn/m2 2 tn/m tn/m tn/m tn/m
VERIFICACION DISEÑO DE LOSA DE CONCRETO (AASHTO-LRFD) (AASHTO-LRFD) 0.20
0.90
bv hv
Bc
0.30
s%
hs lv
av
s% tc bfs
pv
ts S'
S'
S'
S
S
S
hw
PREDIMENSIONAMIENTO DE VIGA METALICA
DISEÑO DE PUENTE SECCION COMPUESTA
1
UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTÓBAL DE HUAMANGA
Peralte minimo de la viga h=L/30 1.50 m
PUENTES Y OBRAS DE ARTE (IC-540)
Asumir
h=
1.50 m
Peralte minimo de la viga compuesta hc=L/25 1.80 m Asumir
h=
1.80 m
Espesor de la losa de concreto tc=hc-h 0.300 tc=0.1+S/30 0.200 Asumir tc= 0.200 Ancho de ala o patin Asumir bfs=
=
20.00 cm
40.0 cm
Espesor de patin
bfs 2tfs
0.38
Es Fy
tfs
bfs 0.76 Es / Fy
tfs= Asumir tfs=
1.83 cm 1.85 cm
Calculo de S' y S" S'=S-bfs S"=S-bfs/2
= =
2.60 m 2.80 m
DISEÑO DE LOSA EN TRAMO INTERIOR A r m a d u r a p r i n c i p a l p e r p e n d i c u l a r a l a d i r e c c i o n d e l t r a f ic ic o
I) CALCULO DE MOMENTOS Momento debido a camion de diseño HL-93 Mcd=(S"+0.61)(2P)/9.74 Mcd=
2.586 tn t n.m
Momento debido a sobrecarga distribuida Msd=0.1W(S" 2)
Msd=
0.753 tn.m
El momento de la sobrecarga vehicular sera la suma de Mcd+Msd Por continuidad se aplica un factor de 0.80 para momento positivo y de 0.90 para momento negativo si es que número de vigas (Nb) es mayor o igual que tres. Mll(+)=0.80(Mcd+Msd)
Mll(+)=
2.671 tn t n.m
Mll(-)=0.9(Mcd+Msd)
Mll(-)=
3.005 tn tn.m
Momento debido a cargas permanentes Cargas Pavimento Wdw=b(e)(γa)
0.11 0.110 0 tn/m tn/m
Losa
0.48 0.480 0 tn/m tn/m
Wdc=b(tc)(γc)
Para obtener los momentos positivos y negativos se considerará un coeficiente de 1/9 para momentos negativos y 1/11 para momentos positivos (r ecomendaciones del ACI) Mdw(+)=1/11(W dw)S"2
0.078 tn.m
Mdw(-)=1/9(W dw)S"2
0.096 tn.m
Mdc(+)=1/11(W dc)S"2
0.342 tn.m
Mdc(-)=1/9(W dc)S"2
0.418 tn.m
DISEÑO DE PUENTE SECCION COMPUESTA
2
UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTÓBAL DE HUAMANGA
PUENTES Y OBRAS DE ARTE (IC-540)
Momento debido a impacto Coeficiente de Impacto CI=33%
0.330
Mim(+)=CI(Mcd)
=
0.683 tn.m
Mim(-)=CI(Mcd)
=
0.768 tn.m
Momento Ultimo Mu=1.25Mdc+1.50Mdw+1.75(Mll+Mim) Ms=Mdc+Mdw+1.3(Mll+Mim) Mu(+)= Mu(-)= Ms(+)= Ms(-)=
6.414 7.349 4.780 5.188
tn tn.m tn tn.m tn tn.m tn t n.m
RESISTENCIA I SERVICIO II
5.188 tn.m
Mmax(ser)
II) VERIFICA VERIFICACI CI N DE PERALT PERALTE E POR SERVICIO SERVICIO Esfuerzo de compresion del concreto fc=0.4f'c =
112 kgf/cm2
Esfuerzo de tension del acero=0.4fy fy=0.4fy =
1680 kgf/cm2
Modulo de elasticidad del concreto Ec 15,000 f ' c
250,998.01 kgf/cm2
Ec=
Relacion de modulo de elasticidad n=Es/Ec =
8.37
Relacion entre la tension del acero y del concreto fs/fc = 15
γ=
Factor adimensional k=n/(n+γ)
=
0.358
j=1-k/3
=
0.881
Peralte util d
2 Ms
=
10.839 cm
Recubrimiento (r) Numero de refuerzo
= =
4.0 cm 4
d=tc-r-dr/2
=
15.37 cm
fc.k . j .b
1.27 OK
III) DISE DISE O DE ACERO ACERO DE REFUERZO REFUERZO POR ROTURA ROTURA
0.85 f ' c bd 1 1
As
0.85 f ' c bd 2 Mu
2
fy
A) Refuerzo principal principal para momento positivo: positivo: Mu(+) Mu(+) Mu(+)=
6.414 tn tn.m
As(+)=
11.845 cm2
DISEÑO DE PUENTE SECCION COMPUESTA
3
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PUENTES Y OBRAS DE ARTE (IC-540)
Refuerzo minimo 3.61 cm2
Asmin=14/fy.b.d Se selecciona el mayor Ø=
1/2"
¡OK!
11.845 cm2
As(+)= s=
10.50 cm ρ=
Refuerzo principal
Ø 1/2" @ 10.5 cm
As=
0.0079 12.1 cm2
Refuerzo por reparto
r %
110
S "
67 %
Asr=%r(As) Ø=
1/2"
=
65.737 % Del acero principal
=
7.787 cm2
s=
16.00 cm
Refuerzo por reparto
Ø 1/2" @ 16 cm
B) Refuerzo principal principal para momento negativo: negativo: Mu(-) Mu(-) Mu(-)=
7.349 tn tn.m
As(-)=
13.732 cm2
Refuerzo minimo 5.12 cm2
Asmin=14/fy.b.d Se selecciona el mayor Ø=
5/8"
¡OK!
13.732 cm2
As(-)= s=
14.00 cm ρ=
Refuerzo principal
Ø 5/8" @ 14 cm
As=
0.0135 14.14 cm2
Refuerzo por reparto
r %
110
S "
67 %
=
65.737 % Del acero principal
Asr=%r(As)
=
9.027 cm2
Ø=
s=
14.00 cm
1/2"
Refuerzo por reparto
Ø 1/2" @ 14 cm
C) Refuer Refuerzo zo de temp tempera eratur turaa Ae tomara el menor de los siguientes siguientes valores Ast=0.0018.b.tc = Astm=2.64cm2/m =
3/8"
Refuerzo por temp.
En ambas direcciones (AASHTO-LRFD)
2.64 cm2
Repartiendo en ambos sentidos Ø=
2 cm2 5.28 cm2
s=
26.50 cm Ø 3/8" @ 26.5 cm
El refuerzo por reparto se hallará adicionando el acero por temperatura al acero por reparto
DISEÑO DE PUENTE SECCION COMPUESTA
4
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PUENTES Y OBRAS DE ARTE (IC-540)
hallado anteriormente, esto para momento negativo Asrt=Asr+Ast/2 Aspt(+)=As(+)+Ast/2 Aspt(-)=As(-)+Ast/2 5/8" Ø= Ø= 5/8" Ø= 5/8" Refuerzo Principal (+) Refuerzo Principal (-) Refuerzo de reparto
= = = s= s= s=
cm2 cm2 cm2 cm cm cm
11.67 14.485 16.372 16.50 13.50 12.00 Ø 5/8" @ 16.5 cm Ø 5/8" @ 13.5 cm Ø 5/8" @ 12 cm
D) Veri Verifi ficac cacio ion n de Cuanti Cuantiaa Cuantia balanceada f ' c
Cuantia máxima
b 0.85 fy 6300 fy 6300
Cuantia minima
β=0.85 para f'c<345 kgf/cm2
0.0020 OK
ρmin=0.03f'c/fy=
=
ρb
0.0217 OK
ρmax=0.75ρb=
0.0289
El losa fallará por fluencia del acero
ρmax ≥ ρ ≥ ρmin
RESUMEN DE REFUERZO EN TRAMO INTERIOR Refuerzo principal positivo +temperatura Refuerzo principal negativo+temperatura Refuerzo por reparto en parte inferior Refuerzo po por re reparto+temperatura (s (superior) Refuerzo por temperatura: - Se Sentido Longitudinal
Ø Ø Ø Ø
5/8" @ 16.5 cm 5/8" @ 13.5 cm 1/2" @ 16 cm 5/8" @ 16.5 cm cm
II) DISE DISE O DE ACERO DE REFUERZO REFUERZO POR ROTURA ROTURA
0.85 f ' c bd 1 1
As
f ' c bd 2 0.85 2 Mu
fy
Refuerzo principal para momento negativo: Mu(-) Mu(-)=
4.890 tn tn.m
As(-)=
8.869 cm2
DISEÑO DE PUENTE SECCION COMPUESTA
6
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PUENTES Y OBRAS DE ARTE (IC-540)
Refuerzo minimo 5.12 cm2
Asmin=14/fy.b.d Se selecciona el mayor 5/8"
Ø=
As(-)=
8.869 cm2
s=
22.00 cm
¡OK!
0.0059 9 c m2
ρ=
Refuerzo principal
Ø 5/8" @ 22 cm
As=
Refuerzo por reparto
r %
110
S "
67 %
Asr=%r(As) Ø=
1/2"
=
65.737 % Del acero principal
=
5.830 cm2
s=
21.50 cm
Refuerzo por reparto
Ø 1/2" @ 21.5 cm
Refuerzo de temperatura Sera el menor de los siguientes valores Ast=0.0018.b.tc = Astm=2.64cm2/m =
3.6 cm2 5.28 cm2
Repartiendo en ambos sentidos
2.64 cm2
Ø=
3/8"
s=
Refuerzo por temp.
En ambas direcciones (AASHTO-LRFD)
26.50 cm Ø 3/8" @ 26.5 cm
El refuerzo por reparto se hallará adicionando el acero por temperatura al acero por reparto hallado anteriormente, esto para momento negativo Asrt=Asr+Ast/2 Asp(-)=Asp(-)+Ast/2
= =
8.47 cm2 11.51 cm2
5/8" 5/8"
s= s=
23.00 cm 17.00 cm
Ø= Ø=
Refuerzo de reparto Refuerzo principal (-)
Ø 5/8" @ 23 cm Ø 5/8" @ 17 cm
(incluye temperatura) (incluye temperatura)
Verificacion de Cuantia Cuantia balanceada
f ' c 6300 b 0.85 6300 fy fy f y f y
Asmax=
57.8 cm2
β=0.85 para f'c<345 kgf/cm2 ρb
=
0.0289
=
0.0217
OK
=
0.0020
OK
Cuantia máxima ρmax=0.75ρb
Cuantia minima ρmin=0.03f'c/fy
DISEÑO DE PUENTE SECCION COMPUESTA
7
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PUENTES Y OBRAS DE ARTE (IC-540)
ρmax ≥ ρ ≥ ρmin
El losa fallará por fluencia del acero RESUMEN DE REFUERZO EN TRAMO EXTERIOR Refuerzo principal negativo+temperatura Refuerzo por reparto+temperatura (superior) Refuerzo por reparto en parte inferior Refuerzo por temperatura: - Se Sentido Longitudinal
Ø 5/8" @ 13.5 cm Ø 5/8" @ 23 cm Ø 1/2" @ 21.5 cm Ø 3/ 3/8" @ 26.5 cm
Como el Momento Ultimo Mu(-) en tramo exterior es menor que el momento negativo del tramo interior, se colocará el refuerzo negativo del tramo interior en el voladizo.
DISEÑO DE VEREDA 0.20
0.90 bv PL=360kgf/m2
hv
0.30
1
hs 2
av
lv
Momento por peso propio Lv=bv-av-pv
=
SECCION DIMENSIONES Baranda 1 (hv)(lv) 2 (hs-hv)(lv)/2 TOTAL Mcd=Momento por peso propio
tc
pv
0.900 m CARGA 0.100 0.324 0.000
BRAZO 0.800 0.450 0.300
=
MOMENTO(tn.m) 0.080 0.146 0.000 0.226
0.226 tn t n.m
El momento debido al peso del pavimento se considera nulo Momento debido a sobrecarga de vereda Mpl=SCv(Lv-av) 2/2
=
0.065 tn.m
Momento debido a impacto Se considera el momento de impacto debido a la sobrecarga peatonal Coeficiente de Impacto Cim= Mim=CI(Mll)
33% =
DISEÑO DE PUENTE SECCION COMPUESTA
0.330 0.021 tn.m
8
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PUENTES Y OBRAS DE ARTE (IC-540)
Momento Ultimo Mu=1.25Mdc+1.75(Mpl+Mim) Ms=Mdc+1.30*(Mpl+Mim) Mu= M s=
RESISTENCIA I SERVICIO II
0.433 tn.m 0.338 tn.m
DISE O DE ACERO ACERO DE REFUERZO REFUERZO POR ROTURA ROTURA Recubrimiento (r) Numero de refuerzo
= =
4.0 cm 3
d=tc-r-dr/2
=
10.52 cm
0.95
Verificación de Peralte d
2 Ms
d=
fc.k . j.b
2.77 cm
OK
DISE O DE ACERO ACERO DE REFUERZO REFUERZO POR ROTURA ROTURA Refuerzo principal Para momento positivo y negativo
0.85 f ' c bd 1 1
As
0.85 f ' c bd 2 Mu
1.10 cm2
=
2
fy
Refuerzo minimo 3.51 cm2
Asmin=14/fy.b.d Se selecciona el mayor Ø=
As(±)=
3/8"
s=
¡OK!
3.51 20.00 cm ρ=
Refuerzo principal
Ø 3/8" @ 20 cm
As=
0.0034 3.55 cm2
Refuerzo de temperatura Ast=0.0018.b.tc Aspt=Asp(-)+Ast Ø= 3/8" s= Ø= 1/2" s= Refuerzo por temperatura Principal
2.70 6.21 26.00 20.00 Ø 3/8" @ 26 cm Ø 1/ 1/2" @ 20 cm
cm2 cm2 cm cm Solo temperatuta Principal+temperatura
Verificacion de Cuantia Cuantia balanceada
b 0.85
f ' c
6300 fy 6300 fy
β=0.85 para f'c<345 kgf/cm2 ρb
=
0.0289
Cuantia máxima
DISEÑO DE PUENTE SECCION COMPUESTA
9
UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTÓBAL DE HUAMANGA ρmax=0.75ρb
PUENTES Y OBRAS DE ARTE (IC-540)
=
0.0217
OK
=
0.0020
OK
Cuantia minima ρmin=0.03f'c/fy
ρmax ≥ ρ ≥ ρmin
El losa de la vereda fallará por fluencia del acero RESUMEN DE REFUERZO EN VEREDA Refuerzo principal negativo+temperatura Refuerzo por temperatura: - Se Sentido Longitudinal