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Instituto de Desarrollo UrbanoCentro de Documentación® Página 3 de 92
2. INTRODUCCION
Se muestra la estructura de una Rampa peatonal metálica; la rampa esta soportado por
un sistema de plataformas fabricadas por perfiles "1" sobre columnas con perfiles
tubulares de sección circular en acero.
La rampa se conforma por módulos de 6.00m máximo, que se ensamblan entre sí, los
cuales definen la geometría requerida para el paso peatonal.
Las vigas principales están separadas centro a centro 3.80m, y el ancho total de la rampa
es de 5.75m.
Sobre los elementos horizontales se apoya el sistema de piso, conformado por una losa
de concreto reforzada Los módulos se soportan sobre columnas fabricadas con perfiles
tubulares de sección circular, arriostradas entre si transversalmente. Las uniones entre las
plataformas y las columnas son articulaciones que permiten un fácil montaje de la
estructura. En los arranques, el puente se apoya en un soporte simple.
Para el acceso de a la rampa metálica, se configura una rampa tipo cajón en concreto
reforzado.
3. ALCANCE
El propósito del trabajo consiste en la producción de los Análisis, Diseños, Planos
definitivos para construcción, y el Cálculo de las Cantidades de Obra, con un nivel tal que
permita obtener un presupuesto estimado para sacar a Licitación la Construcción en el
momento en que la Entidad lo considere conveniente.
® Página 4 de 92
4. CONSIDERACIONES DE DISEÑO DE LA SUPERESTRUCTURA
El diseño de los elementos Metálicos se desarrollara utilizando los siguientes
códigos de diseño:
* Allowable Stress Design (AISC-ASD), esfuerzos admisibles bajo cargas de
servicio.
* AASHTO -Pedes trían Bridges Specifications
* Código Colombiano De Diseño Sísmico De Puentes (CCDSP)
* Micro zonificación Sísmica De Santa fe De Bogotá.
El diseño de los elementos de Concreto se desarrolla utilizando los siguientes códigos de
diseño:
* Micro zonificación Sísmica De Santa fe De Bogotá.
* Normas Colombianas de Diseño y Construcción Sismo
Resistente.
4.1. ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Para el análisis de la estructura, se utilizo el software especializado Sap2000,la
modulación de los diferentes elementos se hizo a lo largo de su centro de gravedad; de
forma tridimensional. Para la obtención de las fuerzas sísmicas, se procedió a un Análisis
espectral multimodal, se analizaron los 12 primeros modos de vibración, mediante la
utilización de valores propios (eigenvalues), con combinación cuadrática completa
(C.Q.C).
Para la obtención de la carga por peso propio, el programa la evalúa teniendo en cuenta
la densidad del material asignado y la geometría del elemento, para aquellos elementos
no modelados que contribuyen a una respuesta sísmica, como lo es la baranda, se
asignaron al modelos las masas translacionales contribuyentes a los nudos respectivos de
la superestructura, dado que las fuerzas sísmicas están en función de la altura de las
® Página 5 de 92
masas.
4.2. VERIFICACION DE ESFUERZOS
Se efectúa la revisión de esfuerzos de los elementos estructurales mediante el uso
del post- procesador de diseño del SAP2000.
4.3. MATERIALES
Concretos: Tablero, Vigas, Riostras y Columnas
Cimentación
Limpieza
f c = 280 Kg.lcm2
f'c= 280 Kg/cm2f'c= 140 Kg.lcm2
Acero de refuerzo fy = 4200 Kg/cm2
Acero Estructural Superestructura ASTM A-36
Acero Estructural Infraestructura (Columnas) ASTM ASOOGr C 46000 PSI
Tomillería ASTM A32S O SAE GRADO 5.
Soldadura E-70XX
5. CONDICIONES DE CARGA
-Carga Muerta:
La carga muerta de estructura metálica la constituye el peso propio de todos loscomponentes de la estructura en sí misma: viguetas, plataformas, columnas,cerchas en celosía, arriostramientos, etc., los cuales son modelados y evaluadospor el programa considerando una densidad del acero de 7850 kg/m3
. Al activar laopción de peso propio, se le ha i1gresado un factor de 1.20 para tener en cuenta loselementos de conexión, platinas, tortillería, pasadores, articulaciones y otroselementos no modelados. La carga muerta en concreto la constituye el peso propio delos elementos modelados, evaluado por el programa considerando una densidad de2400 Kg/m3
.
Peso propioBordilloBarandas
- Elementos Modelados -= 0.07368Ton/m= 0.080 Ton/m
® Página 6 de 92
-Carga Viva Peatonal
Wcv = 0.450 Kg/m2
- Carga de Viento
Según las especificaciones del CCP, se debe aplicar una carga de viento (CW) no
inferior a 450 Kgf/m en el plano de barlovento, para una velocidad del viento de
160 km/h. Teniendo en cuenta que la velocidad del viento en 80gota D.C. es de
80Km/h.
SEGUN EL CODIGO DE PUENTESPARA Vw=160 KPH
Las cargas de viento deben multiplicarse por la relación (V/160) al cuadrado para otrasvelocidades.
CARGA MINIMA DE VIENTOBARLOV= 450 kg/mSOTAV = 225 kg/m
PARA 80 KPHBARLOVENTO: CSUP = CINF= 450/2*(80/160)"2 =SOTAVENTO: CSUP = CINF= 225/2*(80/160)"2 =
56.3 Kg/m28.1 Kg/m
- Cargas de Sismo debidas a la masa Inercial de la Estructura.
Fsdx = Fuerzas sísmica en X
Fsdy = Fuerzas sísmica en Y
Mediante Análisis dinámico, usando las masas de los elementos modelados y las
cargas muertas de los elementos no modelados.
- Carga por Temperatura.
Para tener en cuenta los esfuerzos o movimientos causados por las variaciones de
Página 7 de 92
®Temperatura se asume un gradiente térmico igual a 33 oC.
6. EFECTOS SíSMICOS
Zona Microzonificación Sísmica: 2
Datos:
Coeficiente de Aceleración Am= 0.30
Clasificación por Importancia: Grupo I
Categoría de Comportamiento Sísmico (CCS) (Tabla A.3.5-2): 0.29 < A
CCS-D.
Requisitos de Análisis Sísmico A.3.5.4.2: Puente Regular
Procedimiento de Análisis: A.3.5.4.3: Procedimiento de Análisis Sísmico PAS-2,
método de respuesta espectral con varios modos.
¡. ® Página 8 de 92
6.1. ESPECTRO ELASTICO DE DISEÑO
PARAMETROS SISMICOS
ESPECTRO ELASTICO DE DISEÑOMICROZONIFICACIÓN SíSMICA DE LA CIUDAD DE BOGOTA
ZONA ESPECIFICA ZONA 2A
COEFICIENTESESPECTRALESDE ZONA2ACELERACIONMAXIMA Am= 0.30ACELERACIONNOMINAL An= 0.40FACTORDEAMPLlFICACIONDE LAACELERACION Fa= 1.00FACTORDEAMPLIFICACION Fv= 2.25PERIODOINICIAL To= 0.20PERIODOCORTO Te= 1.20PERIODOLARGO TL= 6.00
COEFICIENTEDE IMPORTANCIA: 11 1=1.10
ACELERACIONESPECTRAL
SiSiSi
T<ToTo < T < TeTe< T <TL
Sa= (Am+(AmlTo) (2.5*Fa- 1) * T)*1Sa= 2.5*Am*Fa*lSa= (An*Fv*l)/T
Sa=Sa= 0.825
To
PERIODO Sa (g)I (segundos
0.000 0.3300.050 0.4540.100 0.5780.150 0.7010.200 0.8250.450 0.8250.700 0.8250.950 0.8251.200 0.8251.500 0.6601.800 0.5502.100 0.4712.400 0.4132.700 0.3673.000 0.3303.300 0.3003.600 0.2753.900 0.2544.200 0.2364.500 0.2204.800 0.2065.100 0.1945.400 0.1835.700 0.1746.000 0.165
Te
TL
0.9000.8500.800
0.750-El 0.700ro 0.650CJ)
ro 0.600...0.550t)
Q) 0.500o..!J) 0.450UJc: 0.400'o 0.350·uro 0.300...Q)
0.250Q)(.) 0.200«
0.1500.1000.050
MICROZONIFICACION SISMICA DE BOGOTÁ. DECRETO 074.ESPECTRO DE DISEÑO MINIMO DEFINIDO PARA UN COEFIENTE DE
AMORTIGUAMIENTO P RESPECTO AL CRITICO DE 6%
1\1\
"-""¡--..~ ~ •.......•.....-...¡-.~ ~ ~ ...•..
..•.-0.000
0.0 0.2 0.5 0.7 1.0 1.2 1.5 1.7 2.0 2.2 2.5 2.7 3.0 3.2 3.5 3.7 4.0 4.2 4.5 4.7 5.0 5.2 5.5 5.7 6.0 6.2 6.5OO~OO~oo~oo~oo~OO~oo~oo~OO~oo~OO~oo~oo~oo
PERIODO T(s)
® Página 10 ,de 92
6.2. CASOS DE CARGA
Para modelo Rampa Metálica
Peso PropioViva 1Viva 2Viva 3Viva 4BarloventoSotaventoBarandaBordilloTemperatura
1.201.001.001.001.001.001.001.001.001.00
Para modelo Rampa Concreto
Peso PropioVivaBarandaBordillo
1.001.001.001.00
.,
6.3. COMBINACIONES BÁSICAS DE CARGA
Para estructura Metalica
PERMANENTE
VIENTO
VNATOTAL
FSX
FSY
EX (R=1)
EY (R=1)
EX1
EY1
COMB01PERMANENTE
COMB02PERMANENTE
VIVA 1
COMB03PERMANENTE
VIVA 2COMB03A
PERMANENTEVIVA 3
COMB03AAPERMANENTE
VIVA 4
COMB03BPERMANENTE
VIVA 1VIVA2
Insflfuto de Desa-r~oHo UrhanoCentro dR [)Ocunlr;itaclon® Página 1fde 92
PesopropioBaranda
Bordillo
BarloventoSotavento
Viva 1Viva 2Viva 3Viva4U1 = 9.81 Espectro Zona 2A
U2 = 9.81 Espectro Zona 2A
U1 = 9.81 Espectro Zona 2A
U2 = 9.81 Espectro Zona 2A
U1 = 9.81 Espectro Zona 2AU2 =2.943 Espectro Zona 2A
U1 = 2.943 Espectro Zona 2AU2 = 9.81 Espectro Zona 2A
1.0
1.01.0
1.01.0
1.01.0
1.01.0
1.01.01.0
j
~ ct CIVILTEC® Página 12de92
6-lIIIf INGENIEROS LTDA.lA.VIAUDAD 1lIID'AU.-~
COMB03CPERMANENTE 1.0
VIVA 2 1.0VIVA 3 1.0
COMB03CCPERMANENTE 1.0
VIVA 3 1.0VIVA 4 1.0
COMB04PERMANENTE 1.0VIVA TOTAL 1.0
COMB05PERMANENTE 1.0
VIENTO 0.5
COMB06PERMANENTE 1.0
VIENTO -0.5
COMB07PERMANENTE 1.0
EX + - 0.5
COMB08PERMANENTE 1.0
EY + - 0.5
COMB09PERMANENTE 1.0
EX1 + - 0.50
COMB010PERMANENTE 1.0
EY1 + - 0.50
COMB011PERMANENTE 0.75
VIENTO 0.75
COMB012PERMANENTE 0.75
VIENTO -0.75
COMB013PERMANENTE 0.75
VIVA 1 0.75EX +-0.75
COMB014PERMANENTE 0.75
VIVA 1 0.75EY +-0.75
COMB015PERMANENTE 0.75
VIVA 2 0.75EX +-0.75
«ij ct ® Página 13 de 924-\
CIVILTECJJJI-Z* INGENIEltOS LTDA.
lA. VUUDAD LDIJI'ABA_.-COMB016
PERMANENTE 0.75VIVA 2 0.75
EY +-0.75COMB016A
PERMANENTE 0.75VIVA 3 0.75
EY +-0.75COMB016A
PERMANENTE 0.75VIVA 3 0.75
EX +-0.75COMB017
PERMANENTE 0.75VIVA TOTAL 0.75
EX +-0.75
COMB018PERMANENTE 0.75
VIVA TOTAL 0.75EY +-0.75
COMB018APERMANENTE 1.00VIVA TOTAL 1.00
TEMPERATURA 1
ENVOLVENTE ASOCOMOB01 1.0COMOB02 1.0COMOB03 1.0COMB03A 1.0
COMB03AA 1.0COMB03B 1.0COMB03C 1.0
COMB03CC 1.0COMOB04 1.0COMOB05 1.0COMOB06 1.0COMOB07 1.0COMOB08 1.0COMOB09 1.0
COMOB010 1.0COMOB011 1.0COMOB012 1.0COMOB013 1.0COMOB014 1.0COMOB015 1.0COMOB016 1.0COMOB017 1.0COMOB018 1.0COMB018A 1.0
® Página 14 de 92
Para estructura rampa en concreto
PERMANENTE Pesopropio
B=daBordillo
VIVA Vrva
FSX Ul = 9 81 Espectro Zona 2A
FSY U2 = 9.81 Espectro Zona 2A
EX ( R-5) Ul = 1 962 E.pectro Zona 2A
EY ( R-5j U2 = 1.962 Espectro Zona 2A
EX1 Ul = 1.962 Espectro Zona 2AU2 =O .5BS6 Espectro Zona 2A
EY1 U1 = 05836 Espectro Zona 2AU2 = 1.962 Espectro Zona 2A
COMB01PERM4NENTE 1.4
COMB02PERMANENTE 1.4
VIVA 17
COMB03PERMANENTE 1.05
\/NA 128Ex 1.00
COMB04PERMANENTE 105
V1\'A 1.28Ey 100
COMBOSPERMANENTE 105
V1\'A 128Exl 100
COMB06PERMANENTE 105
VIVA 128Ey1 100
SERVlPERMANENTE 1.0
VIVA 10
SERV2PERMANENTE 100
Ex 070
SERV3PERM.ANENTE 1.00
Ey 070ENVUlTIUO
COMBO 1 100COMBO 2 1.00COMBO 3 1.00COMBO 4 100COMBO 5 100COMBO 6 100
ENV SERVICIOSERVl 100SERV2 100SERV3 1.00
CIVILTECINGENIEIlOS LTDA.
C-COMB02C-COMB03 unearAdd H.C-c.OMS03
C·COMB03A. nHrArid H.
C-COMS03AC-{OMBOBE lmearAdd H.
(-(OMB03E(-COMBOSB
C-COM903C LJnurAdd Ho
C-cDMB03C
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C-COMBOBCCC-COM803M -f\ürAdd H.
C-COMS03AA
C-COM904 Une~r Add H.
C-COMB04(-COMBOS UneMAdd •••C-COMare-
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C-COMB06{..cOMB07 Une~rAcid 11.{-COMa07
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C<OMBOllC<OM8012 ~urAcid NoC-COMBD12
C-COM~012C-COMB013 Unear Add NoC-COMBOE
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C-COMB015C-COMB015
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ENYULTIMOSENVUlTIMOS
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® Página 15 de 92
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UoeerStlItJc TEMPERATune:arSti.tit P9<MAKENTE
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~Mpor6@ Combo C..crn.tSOlResponse CemboResponse Combo
Rupotile ComboR~ptlnw Combeupor.s.C~bo
Rtipona Combo
Respons« ComboR.u~M.Com~oRe¡ponse- Combo
Rgpo~combo
Response Combo
Rfi!'sponH ComboRUponsfi ComboRt'5por.se COmbeRes.pM5eCombo
RI.5POns~ ComboR~ponse ComboRMponse:Combo
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Rtlpons. ComboRespanSQoCombo
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INGENIER.OS LTDA.
® Página 16 de 921
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CIVILTEC
7. RESULTADOS
Los resultados de los esfuerzos que produce el programa en su mayoría se presentan en
forma diagramática para una mejor visualización colocando o indicando la referencia de
donde procede o donde se produce. 1
Los diseños se presentan en hoja de Excel cuando se requiera o en forma manual.
8. LOCALIZACiÓN 1
PLANTA
V./ \
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~~r;,s-¡ ® Página 19 de 92CIVILTEC
lli6-ZIIIf INGENIEltOS LTDA.lAVLU.IIIAD UMII'DA-~
10. ENTRADA DE CARGA RAMPA ESTRUCTURA METALlCA
Carga Viva 1
Carga Viva 2
Carga Viva 3
Carga Viva 4
Carga de Viento