27731694 Diseno de Un Puente de Losa y Viga Con Luz de 19 m

7/31/2019 27731694 Diseno de Un Puente de Losa y Viga Con Luz de 19 m

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DISEO DE UN PUENTE DE PLACA Y VIGA CON LUZ DE 19 m.

HUGO ALFREDO SILVA RIBN

Cdigo: 20 01 11 50 44

Presentado al docente:

ING. JORGE GONZLEZ G.


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La realizacin de diseos en las diferentes asignaturas cursadas durante

el desarrollo de la carrera, abre el horizonte y provee de herramientas

tiles al estudiante para su desempeo en el mundo laboral.

Desde la antigedad el ser humano resolvi sus problemas de

comunicacin y desplazamiento utilizando los materiales con que

contaba y recurriendo a su ingenio, no obstante ahora se dispone de la

tecnologa y de los avances en el campo de la ingeniera que hacen

posible salvar grandes luces, que antes sera imposible pensar en ello.

El diseo de puentes ha tenido significativos avances durante el

desarrollo de la humanidad, ha contribuido al desarrollo de zonas

apartadas y ha mejorado la economa de regiones apartadas debido a su

difcil acceso por condiciones del relieve o por la presencia de obstculos

naturales o artificiales.

A continuacin se presenta la metodologa de diseo de un puente de

luz de 19 m, del tipo de viga y placa.

0.4 m 0.4 m

19m

18.6m

0.25m


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Nmero de vigas.

Nmero de vigas = Nmero de carriles + 1 = 2 + 1 = 3.

A h t t l d l l d 8 80


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Ancho de vigas.

m.m.m2.20S

Av

v 40367066 ===

Espesor de placa, eplaca.

m.m.m.S 8140202 ==

m.m....S

eplaca 200162030

05381

30

053=

+=

+= Luces continuas.

Altura de vigas hv.

m..

..L

..hv 30118

618150101

18150101 =

+=

+= Viga simplemente

apoyada.

Diseo de la placa con refuerzo principal perpendicular al

trfico.

Especificaciones para la losa.

Camin de diseo: camin C-40-95.

Concreto con fc = 5000 psi = 350 kg/cm2.

Acero de fy = 4200 kg/cm2.

Diseo de la placa interior.

Anlisis de cargas.

Carga Muerta (CM).


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Se utiliza el impacto mximo de I = 30 %.

Momentos en apoyos y entre apoyos.

( ) ( )mt o n.mk g.

m.LWM m

k gC M

C M ==

=

= 1 9 101 61 9 11 0

815 9 0

1 0

22

continuasLucesmton...

)..(..

.).S(P

MCV =+

=+

= 9118089

608175980

89

60

Diseo del refuerzo por efecto de flexin con la teora ltima.

Se disea con la combinacin crtica, Grupo I.

( )CVxICVxICMCMU MMM +=

6710131 ... CVxICM ===

( )CVxICMU M.M..M += 6710131

CVxICMU M.M.M += 171231

cmton.mton.....MU ==+= 543939549111712191031

Recubrimiento:

Se utilizar un recubrimiento para la parte superior de 5 cm.

Se utilizar un recubrimiento para la parte inferior de 2.5 cm.

Momento Negativo.

M


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varillas.cm

cm.A

Avarillasde.No

v

S5554

2

19

2

2

===

Se colocarn 5 varillas No. 5, con:

210cmA colocada,S =

.cm5cm100

cada5No.1Usar 20=

Momento Positivo.

2db

MK u

=

Se utilizarn varillas No. 5, con dimetro igual a 15.9 mm y rea Av = 2

cm2.

cm.cm.

cm.cmcm.cmd .var 516

2

5915220

2

5220 ==

( ) 220160

516100

5439

cmton

..

.K =

=

De tablas con fc = 350 kg/cm2 y fy = 4200 kg/cm2, se tiene:

00450.=

dbAS =

2425751610000450 cm...AS ==

varillas.cm.A

varillasde.No S 47134257

2

2

===


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varillas.cm.

cm.varillasde.No 4853

291

9754

2

2

==

Se colocarn 4 varillas No. 4, con:

2165 cm.A colocada,S =

.cm4cm100

cada4No.1Usar 25=

Como el diseo a flexin de la losa se hizo siguiendo los lineamientos de

la norma, no se exige la revisin de corte y adherencia.

Refuerzo por temperatura.

00120.=

hbAS =

mc m

S ..A2

422 01 0 00 0 1 20 ==

Se colocarn 3 cm2/m para cumplir con los requerimientos de la norma.

Se utilizarn varillas No. 4, con Av = 1.29 cm2.

cm2.33

100cadaa.

cm.

cmvarillasde.No 43332

291

3

2

2

===

sdireccioneambasencm40cada4No.1Usar

Diseo de la placa en voladizo.


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Se utilizar una baranda metlica, de peso por metro lineal de 50 kg/m y

con postes espaciados cada 3 metros.

El ancho de distribucin para la carga de las barandas est dado por:

5180 .x.E +=

De la figura

m.x 80=

m....E 142518080 =+=

ExPMBaranda=

Zona A (m2)

(kg/m3)x

(m)E

(m)P

(kg)M (kg.m)

I 0.20 x 0.9= 0.18 2400 0.45 - 432 194.4

II

0.05 x 0.55 =

0.0275 2200 0.275

-

60.5 16.64

III0.325 x 0.20 =

0.0652400 0.737

-156 114.97


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mton.Mm/mton.m.

m.ton.M apoyosentreyapoyosenCVCV =


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Posiciones de carga para efectos mximos por carga viva.

La seccin escogida para las vigas riostras es de 0.20 m de ancho por

1.10 m de alto.

Anlisis de cargas.

Carga muerta.

Descripcin. Carga/mPeso de propio de la riostra 0.2 x 1.10 x 2400 528 kg/m

Suma de cargas = 528 kg/m

mt o n

mk g

C M .W 5 2 805 2 8 ==

Momento entre apoyos y en apoyos para la viga riostra por carga

muerta:

2.2m

P

2.2m

P

Momento mximo Corte mximo


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Momento entre apoyos y en apoyos para la viga riostra por carga viva:

mton...

.LP

.MCV =

=

= 294422759

80480

Cortante para la viga riostra por carga viva:

ton.PVCV 759==

Diseo a flexin.

Combinacin crtica, Grupo I.

( )CVxICMU M.M..M += 6710131


cmton.mton.....MU ==+= 696464692941712256031

2db

MK u

=

Se utilizarn varillas No. 7, con dimetro igual a 22.2 mm y rea Av =

3.87 cm2.

cmcm.

cmcmcmcmd .var 1042

2224110

24110 ==

22004460

10420

6964

cm

ton.

.K =

=

Se coloca cuanta mnima, de tablas con fc = 350 kg/cm2 y fy = 4200

kg/cm2


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( )CVxICVxICMCMU VVV +=

( )CVCMU V.V..V +=6710131

CVCMU V.V.V += 171231

kgton.....VU 2192092217591712581031 ==+=

db.V

v Uu =

850

23981210420850

21920

cmkg..vu ==

cc'f.v = 530

29159350530

cm

kg..vc ==

Separacin de los estribos:

Se utilizarn estribos de varilla No. 3, con Av = 0.71 cm2 y fy = 4200

kg/cm2.

La separacin de los estribos ser la menor distancia de:

( )

=

2

dbvv

fA

scu

yv


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Diseo de las vigas interior y exterior del puente.

Especificaciones para la viga.

Camin de diseo: camin C-40-95.

Concreto con fc = 5000 psi = 350 kg/cm2.

Acero de fy = 4200 kg/cm2.

Carga Muerta (CM).

Las barandas, los bordillos y la capa de rodadura de pavimento asfltico,

se colocarn una vez haya fraguado la losa, asegurando tal proceso

constructivo que las cargas puedan repartirse por igual para cada una

de las vigas.

Descripcin. CargasPeso de los voladizos 798.5 x 2 = 1597 kgPeso losa y Capa de rodadura 590 x 7 = 4130 kgVigas 4 x (0.4 x 1.10 x 1 x 2400) = 4224 kg


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PCamin = 15 ton 15 ton 10 ton

Prueda = 7.5 ton 7.5 ton 5.0 ton

Prueda x I = 9.547 ton 9.547 ton 6.365 ton

%.2I..L

pactoIm 37273040618

16

40

16 ==+

=+

=

Factor de rueda.

Para viga exterior

m.a 550=

m.b 352=

vSba

FR+

=

32122

352550

..

..FR =+=

Para viga interior

Se presenta el caso: Sv < b + 0.6:

Situacin 1.

2.2 m 1.1m

0.55m

1.8m

0.6m

0.35m

2.35m

P P

2 2 2 2 2 2

1.8 m 1.8 m0.6 m 0.6 m

b a


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Sv = 2.2 m

d = 1.0 m

e = 0.4 m

vS

deFR

++=1

64122

4011 .

.

.FR =++=

Se toma el mayor valor de los FR y se disean todas las vigas con l, as

todas las vigas tendrn la misma capacidad de carga.

FR = 1.64.

PCamin = 15 ton 15 ton 10 tonPrueda = 7.5 ton 7.5 ton 5.0 ton

Prueda x I = 9.547 ton 9.547 ton 6.365 ton

Prueda x I x FR = 15.657 ton 15.657 ton 10.439 ton

Segn el Teorema de Barr para 11 m < L < 28 m, la ubicacin de las

cargas que producen los mayores efectos es la siguiente:

4 m

0.25m4 m

2/3 PPP


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Momento para las vigas por carga viva:

Este momento se halla a 0.25 m del centro de la luz (punto C).

PR.M ACV = 4759

mton....MCV == 2171466571544221759

Diseo del refuerzo para las vigas por efecto de flexin con la teora

ltima.



( )CVxICMU M.M..M += 6710131


cmtonmton.....MU ==+= 4699696469217146171232511731

Se colocarn barras en paquete, para lo cual:Recubrimiento: El recubrimiento mnimo de concreto debe ser igual al

dimetro equivalente del paquete, sin necesidad de ser mayor de 5 cm.

Se utilizarn varillas No. 10, con dimetro igual a 32.3 mm y rea Av =

8.19 cm2; adems se colocarn paquetes de 4 barras con lo cual el

dimetro equivalente es el que se deduce del rea total de las barrascolocadas en el paquete, como sigue:

22763219844 cmcmAA t ===


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2123123400250 cm.AS ==

varillas.cm.

cm

A

A

varillasde.No vS

1601815198

123

2

2

===Se colocarn en el centro de la viga 4 paquetes de 4 varillas No. 10, con:

204131 cm.A colocada,S =

Momento en el tercio inicial y en el tercio final de la luz de la viga.

Carga muerta

L/3

19 m

R

A B

WCM

= 2.6 ton/m

Paquete de 4 No.10


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ton.R CV,A 4221=

= 755

33.

LP

LRM ICVCV,ACV

mton....MCV =

= 527126755

3

1965715

3

194221



( )CVxICMU M.M..M += 6710131


cmtonmton.....MU ==+= 410363641052712617122910431

Se colocarn barras en paquete, para lo cual se utilizar unrecubrimiento de 7 cm.

cmcmcmd 1237130 ==

2db

MK u

=

22 068012340

41036

cmton

.K ==


19/29

2

319

2319

=

LWLRM CMCM,ACM

mton..

.MCM =

= 286104

3

1919

2

62

3

1919724

2

ton.R CV,A 4221=

= 759

3

192755

3

192

3

1924221 .P.P.MCV

( ) ( )[ ] ( )[ ] mton.........MCV == 0311775971265715755712657157124221



( )CVxICMU M.M..M += 6710131


cmtonmton.....MU ==+= 389656538903117171228610431

Se colocarn barras en paquete, para lo cual se utilizar un

recubrimiento de 7 cm.

cmcmcmd 1237130 ==

2db

M

Ku

=

220640

38965 ton.K ==


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Diseo a Cortante para las vigas.

Cortante a una distancia d del borde del apoyo.

Carga Muerta

ton..LW

R CMCM,A

724

2

1962

2

==

=

( ) t o.m..t o n.V mt o nC M,d 52 12 316272 4 ==Carga Viva

WCM

= 2.6 ton/m

d19 m

RA

A B

4 m

0.25m4 m

2/3 PPP

A BC


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db.V

v Uu =

850

28017

12340850

74450

cmkg

..

vu ==

cc'f.v = 530

29159350530

cm

kg..vc ==

Separacin de los estribos:Se utilizarn estribos de 2 ramas de varilla No. 3, con Av = 0.71 cm2 y fy

= 4200 kg/cm2.

La separacin de los estribos ser la menor distancia de:

( )

=

2

2

d

bvv

fA

s cu

yv

( )

=

=c..

.

s1 2 3

1 94 09 1 598 01 7

4 2 0 07 102


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traslapodelongitudl.l dt = 31

Para la longitud de traslapo y de desarrollo de los paquetes de 4 barras

se considera un 30% adicional.

Utilizando las frmulas anteriores y con los dimetros de barra

correspondiente, se calcularon las distintas longitudes que se tabulan a

continuacin:

Barra

no.

ld

(m)

lg

(m)

lt

(m)

lt, paquetes (m)

3 0.40 0.16 0.52 0,684 0.54 0.22 0.70 0,915 0.67 0.27 0.88 1,147 0.94 0.38 1.22 1,5910 1.37 0.55 1.78 2,31

Diseo de los apoyos.

Se utilizarn para los apoyos de las vigas longitudinales almohadillas de

neopreno por ser este tipo los que se acostumbran.

Reacciones:

ton.R CM,A724

=ton.R CV,A 4221=

Datos generales


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m0.4aa,almohadilldeAncho =

m0.25wa,almohadilldelongitud =

210002540 cmcmcmrea ==

LTc conc.ter.exp.h =

cm.cmC.h 442018602200001080 ==

espesommcm..h hrt 988044022 ===

Chequeo:

Factor de forma, S:

( ) rthwawa

S+

=2

( )5478

9025402

2540.

.S =

+

=

lesSimp.801=

2

2

486681

547814

cmkg.

.

.cm

kgGS

=

=

ok!cm

kg.4866cm

kg.cmkg

CTL 222 12462540

46120


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consideracin del docente evaluar y hacer las correcciones necesarias

para optimizar las bases del diseo.

Bibliografa

TRUJILLO OROZCO, Jos Eusebio. Diseo De puentes. Ediciones

UIS. Universidad Industrial de Santander. 2. Edicin. 1993.

Bucaramanga, Colombia.


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ANEXOS

(Despieces)


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UNIVERSIDAD DEL MAGDALENAFACULTAD DE INGENIERA

PROGRAMA DE INGENIERA CIVILPROYECTO: DISEO DE PUENTE CON LUZ DE 19 m PLANO: Despiece Placa

Materiales: Acero: f y = 4200 kg/cm2 PROPIETARIO:HUGO SILVA

DISE: H&S AsociadosUN: m

Concreto: fc = 350kg/cm2

5 no. 51 no. 5 @

0.2Lc= 1.74

m

5 no. 51 no. 5 @

0.2Lc

= 1.74

m

5 no. 51 no. 5 @

0.2L

c= 2 m

4 No. 51 no. 5 @0.25L

c= 7.94 m

5 no. 51 no. 5 @0.2L

c= 2 m

5 no. 51 no. 4 @ 0.4L

c= 9.14 m

4 No. 41 no. 4 @ 0.25

Convenciones:Refuerzo Principal Positivo.Refuerzo Principal

Negativo.Refuerzo por Temperatura.Refuerzo de Distribucin.

4 paquetesde 4 varillasNo 10

0.35 m

0.35 m

1.18m

0.10 m

0.10 m

Lc= 3.26 m

1.18m


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PROGRAMA DE INGENIERA CIVIL

PROYECTO: DISEO DE PUENTE CON LUZ DE 19 mPLANO: Seccin Viga, refuerzoprincipal y detalle de Estribo

No. 3

Materiales: Acero: f y = 4200 kg/cm2

PROPIETARIO:HUGO SILVA



18.6 m

4 paquetes de 4 varillas

No 10 Lc = 12 m

4 paquetes de 4 varillasNo 10 Lc = 8.9 m

1.3m


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PROGRAMA DE INGENIERA CIVIL

PROYECTO: DISEO DE PUENTE con LUZ DE 19 mPLANO: Despiece Viga, refuerzo

principal.Materiales: Acero: fy = 4200 kg/cm2

PROPIETARIO:HUGO SILVA



18.6 m

1.3m

98 estribos No 31 E No 3 @ 19 cm


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PROGRAMA DE INGENIERA CIVILPROYECTO: DISEO DE PUENTE con LUZ DE 19 m PLANO: Despiece Viga, Estribos.

Materiales:Acero: fy = 4200kg/cm2 PROPIETARIO:

HUGO SILVADISE: H&S Asociados

UN: mConcreto: fc = 350kg/cm2

Documents

27731694 Diseno de Un Puente de Losa y Viga Con Luz de 19 m