DISEÑO ESTRUCTURAL DE PUENTE TIPO LOSA - ALCANTARILLA

I. Predimensionamiento:

a) Longitud L > 6 m. H = L/15b) Longitud L < 6 m. H = L/12

* Para L= 2.80 m H= 0.23 Asumimos 0.25 m

ancho de vía 4.75II. Metrado de Cargas:

Carga Muerta (WD):

WD=2400*1.0*0.25 WD= 600 Kg/m

MOMENTO POR CARGA MUERTA

MD= 588 Kg-m

1.00m

h

Dd

)1.....(..........** WcHLWD

600

3.20

MD=WD∗L 2̂

8. .. . . .. . . .. . . ..(2 )

P LW D

L

H

Semitrailer HS

La condición mas desfavorable de acuerdo a la luz, es la sobrecarga de un eje de 7258 Kg. Por lo tanto: PL= 7258 Kg.

MOMENTO POR CARGA VIVA

ML'= 5080.6 kg.Cálculo del Momento de Diseño (Meq)

Donde:

Reemplazando valores en la ecuacion (5)E= 1.387 m

E < 2.13 OK!Emax= 2.130 m

Cálculo del Momento por Sobre Carga (ML=ML'/E)

P LW D

L

C L

P ‘

C

A

f1

B

ML'=PL∗L

4.. . . .. . . .. . . .. . .. . . .. . .(3 )

Meq=MD+MLE

. .. . . .. . .. . . .. . . .. . .(4 )

E

E=0 .06∗L+1 .219m . .. . . .. . . .. . . .. . . .(5)

ML= 3663.01 Kg-m

MOMENTO POR IMPACTO

Mi= 1098.90 Kg-m

MOMENTO TOTAL Reemplazando valores en la ecuación 4, Tenemos:

Meq= 5349.92 Kg-m (Momento de Diseño Meq=Mu)

IV. Diseño por servicio:Caracteristicas del refuerzo

DenominaciónPerímetro (cm)

cm

6mm 0.600 0.28 1.91/4" 0.635 0.32 2.08mm 0.800 0.50 2.53/8" 0.950 0.71 3.0

12mm 1.200 1.13 3.81/2" 1.270 1.29 4.05/8" 1.590 1.98 5.03/4" 1.910 2.84 6.07/8" 2.222 3.87 7.01" 2.540 5.10 8.0

1-1/8" 2.865 6.45 9.01-1/4" 3.226 8.19 10.01-3/8" 3.580 10.06 11.3

Verificacion del peralte en servicio:

Para:

Meq= 534991.78 kg-cmb= 100 cm

f'c= 210 Kg/cm2 fc=0.4*f'c = 84 Kg/cm2fy= 4200 kg/cm2 fs=0.4*fy = 1680 Kg/cm2

Donde:

Módulos de ElasticidadAcero (Es) Es= 2.10E+06 Kg/cm2

Concreto (Ec) Ec= 217370.65 Kg/cm2

Reemplazando Valores en las Ecuaciones 8, 9 y 10 Tenemos:n= 9.7r= 20k= 0.326

Donde:

Reemplazando k en la ecuación (11) Tenemos:

Sección (cm2)

d=√ 2∗Meqfc∗k∗ j∗b

. .. . . .. .(7 )

r=fsfc

. . .. . . .. . . .. .(10 )

k=nn+r

. .. . . .. . . .. . .(8 )

n=EsEc

. . .. . .. . . .. . .(9 )

j=1−k /3. . . .. . . .. . .(11 )

Ec=15000√ f ´ c

j=

0.891

Reemplazando valores calculados en la ecuación (7) Tenemos:

d= 20.9 cm < 0.25

Asumiendo: d= 25 cm

Cálculo del area de acero del refuerzo en tracción o acero principal (factor de reducciónde capacidad)

Reemplazando los valores en la ecuación 12 y despejando As se tiene:

Asp= 5.82 cm2 (acero principal)

IV. Diseño a la rotura:

Mu=1.3(Md+1.67*(Ml+Mi))

Mu= 11118.124 Kg-m o 1111812 Kg-cm

Con la expresion (12), tenemos As:

As= 12.51 cm2

Acero de reparticion:

Considerando armar el acero principal longitudinal al tráfico:

%Asr=55/

32.869 < 50%

Cálculo del acero de temperatura

Reemplazando valores se tiene: Ast= 4.50 cm2

El area del acero varía para el diseño por carga de servicio como por el de rotura, tomaremos esta última por ser la superestructura aérea y no estar en contacto con agua.

Asp= 12.51 cm2

Area de acero de repartición al fondo de la losa, por metro de ancho (perpendicular al sentido del tráfico)

Asr (cm2) = % Asr * As

Asr (cm2) = 4.11 cm2

Espaciamiento:Acero Principal:

si empleamos varillas de 5/8" A 15.82734 Asp: ø 5/8" @ 0.15

Acero de repartición:

si empleamos varillas de 3/8" A 17.26702 Asr: ø 3/8" @ 0.15

Acero de temperatura:

si empleamos varillas de 3/8" A 15.77778 Ast: ø 3/8" @ 0.15

Ast: ø 3/8" @ 0.15 Ast: ø 3/8" @ 0.15

√L

j=

Mu=φ∗As∗fy∗[d−As∗fy1 .7∗f ' c∗b ] . . .. . . .. . . .. . . .. . .(12) φ=0 . 9

Mu=1 .3∗(MD+1.67∗ML ). . . .. . . .. . . .. . .. . . .. . .(12)

Ast=0 .0018∗L∗H . . .. . . .. . . .. . . .. . . .(14 )

Asr: ø 3/8" @ 0.15 Asp: ø 5/8" @ 0.15

DISEÑO ESTRUCTURAL DE VIGA SARDINEL

Metrado de Cargas:Peso propio (0.25*0.60*2.40 Tn/m3) 0.36 T/m3

Determinando el momento por carga permanente al centro de luz:

MD= 0.35 T - m.

Sobre carga de diseño:

E= 1.219+0.06*2.80= 1.39 m.

X= 1 pie=0.3048 m

p`= 0.28025 p

p`= 2.03224 T.

En donde P es el peso de la rueda mas pesada:

P= 3629

El momento por sobrecarga, al centro de luz estara expresado por:

WL2/8 =

30cm

a X

EE /2 E /2

ML= 1.4224 T-m

MI= 0.42672 T-m

Verificando el peralte de servicio:

M= 2.20 T-m

d= 18.8199 <60 cm. OK!

Asumimos d=0.55 m.

As= 5.90 cm2

Verificando el diseño por rotura:

Mu= 4.47 T-m. 3.09

Reemplazando en la ecuacion general:

As= 2.66 cm2

Asumimos el acero mayor:

As= 5.90 cm21.47432

4 varillas de 1/2"