MEMORIA DE CÁLCULO ESTRUCTURAL
PROYECTO: “CONSTRUCCION DEL PUENTE PEATONAL OVALO TERMINAL TERRESTRE PROVINCIA DE AREQUIPA-AREQUIPA”
PROYECTISTA: ING. ELDREDGE OISHI, CARLOS EDUARDO CIP: 32368
1.0
GENERALIDADES
1.1
OBJETIVO DEL PROYECTO:
El objetivo del presente es realizar el análisis estructural y el diseño en acero y en concreto armado del proyecto “PUENTE PEATONAL OVALO TERMINAL TERRESTRE DE AREQUIPA” que consta de dos rampas metálicas de dos tramos cada una, considerando la altura a desplazarse, estas llegan a una estructura reticular, de forma tubular (paso peatonal), ambas estructuras (Paso Peatonal y Rampas de Acceso) se apoyan en 08 soportes verticales compuesto cada uno de dos arcos parabólicos compuestos unidos y rigidizados con barrites metálicos las cuales cumplen una
Función, estructural y ornamental.
1.2
DESCRIPCION DEL PROYECTO:
La ubicación del proyecto esta dada por las siguientes referencias USO : “PUENTE PEATONAL OVALO TERMINAL TERRESTRE DE
AREQUIPA” REGION : Arequipa
PROVINCIA : Arequipa DISTRITO : Arequipa
LUGAR : Ovalo Terminal Terrestre – Avenida Andrés Avelino Cáceres.
2.0
CARGAS Y MATERIALES:
2.
1 CARGAS PARA EL ANALISIS SISMICOSe consideran que las fuerzas horizontales de sismo actúan según las dos direcciones principales de la estructura.
El cálculo de estas fuerzas se realiza de acuerdo a lo especificado en la Norma Sismo – Resistente vigente NTE E030-2003
2.2 CARGAS VIVAS
Se han considerado para el cálculo del peso de la estructura una sobrecarga de 500 kg/m2 de acuerdo al Manual de diseño de puentes y de 30kg/m2 para la cobertura liviana, para el calculo de la masa, dato necesario para realizar el análisis dinámico se considerara solo un
porcentaje de la carga viva de acuerdo a la norma sismo resistente E-030 (50%)
2.2 MATERIALES
En el proyecto se consideran los siguientes tipos de materiales: a) CONCRETO:
Se utiliza una resistencia de 210 kg/m2 en todos los elementos estructurales de concreto armado. Por consiguiente se utilizara un modulo de elasticidad de 2173706.5 ton/m2 (NTE E-060).
b) REFUERZO DE ACERO:
El acero utilizado tiene un limite de fluencia de Fy = 4200 kg/cm2 c) ESTRUCTURA METALICA
Se utiliza Acero Estructural ASTM A-36
3.0
PREDIMENSIONAMIENTO:
Previamente a la estructuración se deben fijar las dimensiones geométricas de los distintos miembros que forman el sistema
estructural. Estas dimensiones se asumen en una primera instancia de acuerdo a criterios y recomendaciones practicas para posteriormente verificarlas atraves del análisis y diseño, solo así estas se convierten en soluciones definitivas.
Para el presente proyecto se ha partido de dimensiones de acuerdo a las luces grandes, sobre todo en caso de las vigas longitudinales que
soporta el paso peatonal.
4.0
ESTRUCTURACION:
La concepción estructural o estructuración es la etapa principal del diseño estructural, de el depende el comportamiento del puente peatonal, sometido a cargas de gravedad y sismo, esta etapa una vez completa viene a ser la idealización del puente peatonal, a un modelo matemático que representa de la mejor forma el comportamiento de la estructura. Una vez modelada la estructura el proceso es puramente Mecánico y la precisión en su solución depende solamente del método a emplearse.
De aquí se concluye que la etapa de concepción estructural es la etapa creativa del diseño, donde se definen las principales características de la
estructura tales como forma, ubicación y distribución de los elementos resistentes y su dimensionamiento básico.
Su propósito esencial es de proveer resistencia y en determinadas situaciones rigidez y ductilidad, siempre por los medios mas
económicos, mientras que el calculo es un proceso meramente rutinario. Para el presente proyecto se a realizado un reconocimiento del lugar de emplazamiento justificado en el área a construir.
a) FORMAS QUE DEBE TERNER LA ESTRUCTURA: - Ser simple y simétrica
- Uniformidad y continuidad - Resistencia y ductilidad - Diafragma horizontal
- Que los desplazamientos laterales sean tolerables.
PASO PEATONAL Y RAMPAS DE ACCESO
En este caso el sistema estructural se basa en que el piso metálico trasmite cargas a las vigas longitudinales de acero (canal C), y estas trasmiten las cargas a 08 soportes verticales compuesto cada uno de dos arcos
parabólicos compuestos unidos y rigidizados con barrites metálicos, los cuales trasmiten las cargas a la cimentación.
La cimentación de esta estructura es sobre la base de zapatas aisladas unidas con vigas de cimentación.
5.0
ANALISIS SISMICO
5.1.0 GENERALIDADES:
El comportamiento sísmico de la estructura depende principalmente de la configuración de la estructura.
El objetivo fundamental de un análisis sísmico es el de averiguar el comportamiento de una estructura frente a un sismo y de esta manera proporcionarle la capacidad de rigidez y resistencia suficiente para que pueda soportarlo sin colapsar, para lo cual se han desarrollado
especificaciones de diseño en base a los siguientes principios.
- La estructura deberá resistir sismos menores dentro del rango elástico con algún daño reparable.
- Deberán resistir sismos moderados dentro del rango elástico con algún daño reparable.
- Deberán resistir sismos severos sin llegar al colapso total ni parcial, se aceptan daños reparables.
- En el proceso de diseño se debe utilizar intensidades realistas para el sismo de diseño.
5.2.0 METODO DE ANALISIS:
El análisis para nuestra estructura se realiza utilizando el Programa SAP2000 v.11, el cual realiza un análisis tridimensional desarrollando el método de los elementos finitos. Análisis de tipo lineal.
5.3.0 CALCULO DEL COEFICIENTE DEL ESPECTRO DE
RESPUESTA
Conforme a la Norma Sismo Resistente E-030 el espectro inelástico de Pseudo-aceleraciones para cada una de las direcciones horizontales analizadas esta definido por:
Sa = ZUCS/R * P Z = 0.4 (zona 3)
U = 1.3 (puente peatonal) S = 1.2 (suelo intermedio) R= 9.5 pórticos dúctiles (arcos) Tp = 0.6 seg
ANALISIS POR CARGAS DE GRAVEDAD Y DISEÑO
Para el diseño de la estructura metálica se realizo de acuerdo a la norma técnica de edificaciones E-090 y concreto armado de acuerdo a la norma de edificaciones E-060.
Los elementos de concreto armado se diseñan por el método a la rotura del concreto que considera las hipótesis siguientes:
U= 1.5 CM+1.8 CV
U= 1.25 CM+1.25 CV+1.0 CS U= 1.25 CM+1.25 CV-1.0 CS U= 0.95 CM+1.0 CV
U= 0.9 CM-1.0 CV
Los elementos de estructuras metálicas se diseñan por el método LRFD, que considera las siguientes hipótesis.
U=1.4 D U=1.2 D+1.6 Lr+0.5 L U=1.2 D+1.0 E+0.5L+0.2 S U=1.2 D-1.0 E+0.5 L+0.2 S U=0.9 D+1.0 E U=0.9 D-1.0 E
Se adjuntan gráficos que permiten conocer el comportamiento de la estructura con las características indicadas.
ANEXOS
Método de diseño SAP2000 V.11
VISTA GENERAL DE LA ESTRUCTURA RAMPA DE ACCESO IZQUIERDO
VISTA GENERAL DE LA ESTRUCTURA RAMPA DE ACCESO DERECHO
DISTRIBUCION DE CAGA FORMA 2
DIAGRAMA DE MOMENTOS ARCO PRINCIPAL PASO PEATONAL
DIAGRAMA DE MOMENTOS VIGA LONGITUDINAL
DISEÑO SECCION TUBULAR 6’’ X 4 ‘’ 1/4
