Diapositivas Aei Final

INTEGRANTES: Oscar Cahui Maldonado Jhony Limache Mamani

UNIVERSIDAD NACIONAL JORGE BASADRE GROHMANNINGENIERÍA CIVIL

ANALISIS ESTRUCTURAL I

1. INTRODUCCIÓN

El arte de construir puentes tiene su origen en la misma prehistoria. Puede decirse que nace cuando un buen día se le ocurrió al hombre prehistórico derribar un árbol en forma que, al caer, enlazara las dos riberas de una corriente sobre la que deseaba establecer un vado. La genial ocurrencia la eximia de esperar a que la caída casual de un árbol le proporcionara un puente fortuito.

2. OBJETIVOS

Dar a conocer la pautas para la elaboracion de un puente

Conocer las diferentes tipos de puentes en el Perú

Los puentes de mampostería de piedra dominaron gran parte de la historia constructiva, con la técnica de la bóveda con dovelas yuxtapuestas, y que permaneció prácticamente invariable desde los romanos hasta el siglo XIX, es por eso que la mayoría de autores consideran al puente de arcos de piedra como el puente histórico por excelencia.

- Evolución y desarrollo de los puentes de piedra con bóveda de arco

3. PUENTES EN LA HISTORIA

De los que los romanos fueron grandes constructores, son tremendamente resistentes, compactos y duraderos, aunque en la actualidad su construcción es muy costosa. Los cuidados necesarios para su mantenimiento son escasos, ya que resisten muy bien los agentes climáticos. Desde el hombre consiguió dominar la técnica del arco este tipo de puentes dominó durante siglos. Sólo la revolución industrial con las nacientes técnicas de construcción con hierro pudo amortiguar este dominio.Están constituidos básicamente por una sección curvada hacia arriba que se apoya en unos soportes o estribos y que abarca una luz o espacio vacío. En ciertas ocasiones el arco es el que soporta el tablero (arco bajo tablero) del puente sobre el que se circula, mediante una serie de soportes auxiliares, mientras que en otras de él es del que pende el tablero (arco sobre tablero) mediante la utilización de tirantes. La sección curvada del puente está siempre sometida a esfuerzos de compresión, igual que los soportes, tanto del arco como los auxiliares que sustentan el tablero. Los tirantes soportan esfuerzos de tracción.

4. PUENTES TIPO ARCO DE PIEDRA

a) La Ubicaciónb) Reglas basicas para el

dimensionamiento.c) Componente del puente– La cimentación– Las cabeceras en cada orilla– Los pilares– La plataforma de transito

5. ELABORACION DE UN PUENTE TIPO ARCO

6. ELEMENTOS DE LOS PUENTES DE MAMPOSTERÍA DE PIEDRA EN ARCO

a) El arco o bóvedaElemento resistente que puede realizarse colocando bloques de piedra regulares llamados dovelas o, mediante una o varias hileras de ladrillos concéntricos.

b) El rellenoTiene como función principal la de proporcionar la altura de tierras suficiente para materializar una superficie horizontal (calzada) por donde ha de transcurrir el tráfico.

7. MATERIALES CONSTITUYENTES EN LOS PUENTES DE MAMPOSTERÍA DE PIEDRA EN ARCO

a) La piedrab) El morteroc) El material de relleno

8. ELEMENTOS ESTRUCTURALES DE LOS PUENTES EN MAMPOSTERIA

a) El arcob) El rellenoc) Relleno sueltod) Relleno sementadoe) Los tímpanos o muros de enjutaf) Los pilaresg) Los estribosh) La cimentación

9. COMPORTAMIENTO DE UN PUENTE ARCO

Son estructuras masivas que trabajan fundamentalmente por forma. El elemento resistente principal, que no el único, es el arco y el esfuerzo predominante es, en principio, el esfuerzo axial. Esta primacía del axial puede perderse en función de la importancia que adquiera la sobrecarga con respecto a la carga permanente, y en lo adecuado de la directriz adoptada para el arco.

Están constituidas por materiales heterogéneos, anisótropos e incluso discontinuos, es decir, que no es capaz de soportar tensiones de tracción debido a la mampostería.

Los elementos estructurales que las forman son de diferente naturaleza y su acción estructural es también diferente (arco, relleno, tímpanos, etc.)

10. CASO APLICATIVO: PUENTE TRUJILLO

a) Ubicaciónb) Condición de patrimonioc) Antigüedadd) Reseña cronológica del puente Trujilloe) Naturaleza y estado del puentef) Caracterización estructural- caracterizacion

geométrica

11. PUENTES DE PIEDRA CON BOVEDA DE ARCO EN EL PERU

a) El puente Trujillo

11. PUENTES DE PIEDRA CON BOVEDA DE ARCO EN EL PERU

b) El puente Balta

11. PUENTES DE PIEDRA CON BOVEDA DE ARCO EN EL PERU

c) El puente Bolognesi

11. PUENTES DE PIEDRA CON BOVEDA DE ARCO EN EL PERU

d) El puente Grau

11. PUENTES DE PIEDRA CON BOVEDA DE ARCO EN EL PERU

e) Puente de chincha

11. PUENTES DE PIEDRA CON BOVEDA DE ARCO EN EL PERU

f) Puente Izcuchaca

11. PUENTES DE PIEDRA CON BOVEDA DE ARCO EN EL PERU

g) Puente San Geronimo

11. PUENTES DE PIEDRA CON BOVEDA DE ARCO EN EL PERU

h) Puente Caceres

11. PUENTES DE PIEDRA CON BOVEDA DE ARCO EN EL PERU

i) Puente de Taricay

11. PUENTES DE PIEDRA CON BOVEDA DE ARCO EN EL PERU

j) El puente Calicanto

PUENTE CALICANTO• El puente Calicanto es una magnifica obra

del siglo, pasado se extiende sobre el majestuoso río Huallaga.

• Este puente sirve de enlace entre la ciudad de Huánuco y la carretera a Tingo María.

CARACTERÍSTICAS DEL TERRENO • La ciudad de Tingo María se ubica en un terreno selvático,

de forma plana y sin ondulaciones laterales, cubiertas por una vegetación abundante

• El suelo es de naturaleza plástica, que posee una humedad considerable y que la hace poco resistente al corte.

DESCRIPCIÓN DEL TERRENO • El terreno donde se construyen las dos obras es un suelo

muy malo por lo siguiente: • Se tiene un estrato arcilloso de unos 5 metros, luego un

estrato de suelo gravoso. Pero eso no es todo, el terreno posee un nivel freático muy alto que se encuentra a un metro de escavar en el suelo de Tingo María

CLIMA • La zona de estudio se encuentra a una altitud aproximada

de 660 msnm y posee un clima caluroso en todo el año, con horas de sol en todo el día. Las lluvias se presentan en todo el tiempo, especialmente entre Setiembre hasta Abril del año siguiente, con una fuerte intensidad, propia de zonas selváticas. La temperatura media es de 27ºC, con un máximo de 37ºC a medio día y un mínimo de 18ºC en las noches.

• La ciudad de Tingo María por su ubicación geográfica sobre una selva baja, tiene las condiciones de una zona tropical caliente y húmeda, donde la actividad intensa es la agricultura y la explotación maderera, también dota de todo tipo de negocios y transito fluido en la zona.

Se ubica en las Coordenadas UTM 18L 03663825 E 8901587 N y a una altitud de 1910 m. Ubicado a 300mts. de la plaza de armas de la ciudad de HuánucoNo obstante, indica que desde el año 1994 solo está autorizado el tránsito peatonal por el puente, a fin de preservar su construcción, ya que además de soportar los embates de la naturaleza, anteriormente circulaban vehículos de carga pesada.

• El puente fue construido a base de piedra de canto rodado unida con mezcla de cal, arena y claras de huevos.

• Tiene una extensión de 60 mts. sobre el río Huallaga, y esta formado por dos columnas que terminan en balcones semicirculares, se empezó a construir en 1879, concluyéndose 5 años después en octubre 1884, casi en plena guerra con chile, el precio de fue de 50 mil soles de oro y utilizaron 20 mil piedra cónicas de canto rodado, cal viva arena lavada y clara de huevo.

Esta edificación esta diseñada con tres arcos y dos estribos centrales, estructurada para trabajar a la compresión. En la parte superior se desarrolla una vía con sección de cinco metros y a los costados, sobre los espigones centrales, cuatro descansos en forma de media luna, a modo de mirador, con bancas construidas en piedra.

COMPORTAMIENTO DEL PUENTE

• Un puente arco de mampostería tiene un comportamiento estructural complejo. Los elementos de la mampostería interactúan entre sí, conjuntamente con el relleno y las cargas aplicadas.

COMPORTAMIENTO DEL PUENTEEl ingeniero Colin O'Connor nos indica que existen tres aspectos fundamentales en el comportamiento resistente de estas estructuras:

• Son estructuras masivas que trabajan fundamentalmente por forma. El elemento resistente principal, que no es el único, es el arco y el esfuerzo predominante es, en principio, el esfuerzo axial. Esta primacía del axial puede perderse en función de la importancia que adquiera la sobrecarga con respecto a la carga permanente, y en lo adecuado de la directriz adoptada para el arco.

COMPORTAMIENTO DEL PUENTE

• Están constituidas por materiales heterogéneos, anisótropos e incluso discontinuos, es decir, que no es capaz de soportar tensiones de tracción debido a la mampostería

• Los elementos estructurales que las forman son de diferente naturaleza y su acción estructural es también diferente (arco, relleno, tímpanos, etc.);

El puente esta desarrollado por uno de estos puentes para transmitir las cargas hasta los estribos y cimientos, frente a la acción de su propio peso y de una carga muerta asociado con una sobrecarga puntual aplicada en la zona crítica, comprendida entre 1/3 y 1/5 de la luz.

Ver Imagen Siguiente.

• La carga permanente (peso propio y carga muerta) gravita directamente sobre la estructura del arco, generando un estado de esfuerzos de compresión en la bóveda (curva funicular de cargas). Por otro lado, las sobrecargas (puntuales o uniformes) se transmiten desde la superficie de rodadura hasta la bóveda a través del relleno suelto o granular como agente repartidor de la carga, transformando sobrecargas de carácter puntual en cargas repartidas sobre el trasdós de la bóveda.

Por otro lado los tímpanos deben soportar el empuje lateral que el relleno ejerce sobre ellos, como se puede apreciar en la siguiente Figura. Si el nivel de confinamiento del relleno es el adecuado, dicho empuje supondrá una elevada fuerza lateral que las paredes de enjuta deberán resistir.

• Si hubiera el caso de la aparición de sobrecargas que varíen la posición de la resultante dando lugar a esfuerzos de flexión sobre la bóveda. En consecuencia, a media que la línea de presiones se aleje del centro de gravedad de la sección (esto pasara cuando se incremente el valor de la sobrecarga), la parte de la sección más alejada de la resultante se ira descomprimiendo. En el momento en que la línea de presiones se sale del núcleo central la zona descomprimida pasa a esta traccionada, y como lamampostería no resiste tracciones la sección pierde rigidez efectiva y se produce una redistribución de tensiones. Esta excentricidad indica la relación entre el esfuerzo y el momento flector en cada sección.

• En situaciones próximas al colapso, la línea de presiones se aproxima al intradós o al extradós del arco, es decir alcanza excentricidades tan grandes, que genera puntos de tangencia con el arco. En estos puntos el momento existente es tan elevado al no poder absorber tracciones que se produce una fisuración total de la sección. En consecuencia, la sección efectiva que debe albergar toda la compresión se va reduciendo y las tensiones se disparan hasta alcanzar la resistencia a compresión de la mampostería.

• Esta situación supone el límite de resistencia de la sección y la consiguiente formación de una rótula plástica. La sucesiva formación de rótulas ira reduciendo el grado de hiperestatismo de la estructura hasta la formación de un mecanismo que provoque el colapso de la estructura. En la Figura N° 3.30, se muestran los diagramas de esfuerzos y deformaciones correspondientes a una sección del arco de mampostería.

GRACIAS POR SU ATENCIÓN…