DISEÑO DE
DISEÑO DE
LA VIGA POSTENSADA "PROYECTO PUENTE VEHICULAR Y ACCESOS
LA VIGA POSTENSADA "PROYECTO PUENTE VEHICULAR Y ACCESOS
SAN LORENZO "
SAN LORENZO "
L=40 mts. (lu ! #t$%&' HS)* AASHTO
L=40 mts. (lu ! #t$%&' HS)* AASHTO
Propiedades:de la viga
Propiedades:de la viga
Altura de la viga
Altura de la viga
hh:=:=2.2.22Ancho ala inferior
Ancho ala inferior
bbbb:=
:=
8080ccAncho ala superior
Ancho ala superior
bbtt:=
:=
1.21.2Espesor ala inferior
Espesor ala inferior
ttbb:=
:=
1919ccEspesor ala superior
Espesor ala superior
tttt:=
:=
1111ccEspesor ala inclinada inferior
Espesor ala inclinada inferior
t´t´bb:=
:=
1515ccEspesor ala inclinada
Espesor ala inclinada
t´t´tt:=
:=
1010ccEspesor del alma
Espesor del alma
bbww:=
:=
2020ccPeso especifico del H°
Peso especifico del H°
γ
γ
cc 200200 kgf kgf m m!!:=
:=
"ongitud de calculo de la viga
"ongitud de calculo de la viga
LL:=:=!9.0!9.0⋅⋅Altura de la losa
Altura de la losa
hhf f:=
:=
0.0.22⋅⋅
#umeor de vigas
#umeor de vigas
NNvigasvigas:=
:=
22$eparacion entre vigas
$eparacion entre vigas
SS:=:=2.2.55⋅⋅%raccion de carga
Area
Acp bb⋅
tb bb−
bw 2⋅
t´b+
+
bt⋅
tt bt−
bw 2⋅
t´t+
+
(
h t−
t−
tb)
⋅
bw:=
Acp=
&590 cm⋅
2 Acp=
11&'.52 in⋅
2Peso propio
Wo:=
Acp⋅
γ
c Wo 1821.' kgf m⋅
=
Localizacion del eje neutro de la seccion
Area
A1:=
bb⋅
tb A1=
0.152m2(ra)o
y1 h tb 2−
:=
y1=
2.105m*omento estatico
A1 y1⋅
=
0.!2 m! A1 y1⋅
2=
'&!51580 cm⋅
+nercia
I1 bb tb ! 12⋅
:=
I1=
5&2'.''& cm⋅
Area
A2 bb−
bw 2⋅
t´b:=
A2= 0.05m2(ra)o
y2 h t−
b t´b !−
:=
y2 =1.9' m*omento estatico
A2 y2⋅ =0.088 m! A2 y2⋅ 2 =1&28&200 cm⋅ +nercia
I2(
bb−
bw)
t´b ! !'⋅
:=
I2=
5'25 cm⋅
Area
A3:=
bt⋅
t A3= 0.1!2m2(ra)o
y3 tt 2:=
y3=
0.055m*omento estatico
A3 y3⋅ =&2'0 cm⋅ ! A3 y3⋅ 2 =!99!0 cm⋅ +nercia
I3 bt tt ! 12⋅
:=
I3=1!!10 cm⋅ Area
A4 bt−
bw 2⋅
t´:=
A4=
0.05 m2(ra)o
y4 tt t´t !+
:=
y4=0.1!m*omento estatico
A4 y4⋅ =&1''.''& cm⋅ ! A4 y4⋅ 2 =102&22.222 cm⋅ +nercia
I4(
bt−
bw)
t´t ! !'⋅
:=
I4=
2&&&.&&8 cm⋅
Area
A5:=
(
h t−
t−
tb)
⋅
bw A5= 0.!8 m2(ra)o
y5 tt h t−
t−
tb 2+
:=
y5=
1.0' m*omento estatico
A5 y5⋅
=
0.0! m! A5 y5⋅
2=
2'9'800 cm⋅
+nercia
I5(
h t−
t−
tb)
! 12⋅
bw:=
I5=11!1'''.''& cm⋅ ,oordenadas del centro
de gravedad
c1p A1 y1⋅
+
A2 y2⋅
+
A3 y3⋅
+
A4 y4⋅
+
A5 y5⋅
A1 A2+
+
A3+
A4+
A5:=
c1p=
108.&& c⋅
c2p:=
h c−
1p c2p=
111.25! c⋅
Momento de inercia
Icp:=
I1 I2+
+
I3+
I4+
I5+
A1 y1⋅
2+
A2 y2⋅
2+
A3 y3⋅
2+
A4 y4⋅
2+
A5 y5⋅
2−
c1p2⋅
Acp Icp=
9219!&.'2 cm⋅
Modulo de la seccion
S1p Icp c1p:=
S1p 52'05.8'8 cm !⋅
=
S2p Icp c2p:=
S2p=
20&.5'& cm⋅
!Resumen de las propiedades
h
=
2.2 m bb=
0.8m Wo 1821.' kgf m⋅
=
c2p=
111.25! c⋅
γ
c 200 kgf m!⋅
=
bt=
1.2m tb=
0.19 m Acp=
0.&59 m2 S1p=
0.5! m! Icp=
0.92 m tt=
0.11 m t´b=
0.15 m c1p=
108.&& c⋅
S2p=
0.2 m! t´t=
0.1 m bw=
0.2mPropiedades de los Materiales
Resistencia a la rotura de la losa:
f´closa 210 kgf cm2
⋅
:=
Resistencia a la rotura de la viga:
f´cviga !50 kgf cm2
⋅
:=
Factor de Corrección de resistencia:
η
c f´cviga f´closa:=
η
c=
1.291 Cables de preesfuerzo f p 18&29 kgf cm2⋅
:=
-2&0 /
f pi:=
0.&0 f⋅
p f pi 1!110.! kgf cm2⋅
=
f pe:=
0.82 f⋅
p f pe 10&50.' kgf cm2⋅
=
Propiedades de la sección compuesta
L la longitud de la viga, h el espesor de la losa y s la separación entre vigas todo en metros!
"l anc#o efectivo del pat$n %be& ser' el menor de: L=!9. m hf
=
0.2m S =2.5m be L :=
be=
9.85 m NN L 12 h⋅
f+
bt S
:=
NN 9.85 !.' 2.5
m=
be:=
12 h⋅
f+
bt be=
!.'m be:=
S be=
2.5mentonces
be:=
min NN- / be=
2.5 m Area "fectiva de la losa:be
=
2.5m hf=
0.2mAL be hf
ηc
⋅
:=
AL=
0.!8&m2 Para la seccion compuestac2c Acp
⋅
c2p AL h hf 2+
⋅
+
Acp+
AL:=
c2c=
1.51 m,oordenadas del centro
de gravedad de la seccion
compuesta
c1c:=
h c−
2c c1c=
0.'8' m c3c:=
c1c+
h c3c=
0.88' m+nercia de la
seccion
compuesta
Icc Icp+
Acp⋅
(
c2c−
c2p)
2 beηc
hf ! 12⋅
+
AL c1c hf 2+
2⋅
+
:=
Icc=
0.855 m*odulo de la seccion de
la seccion compuesta
S1c Icc c1c:=
S1c=
1.2' m! S2c Icc c2c:=
S2c=
0.5'5 m! S3c Icc c3c:=
S3c=
0.9'5 m! f e=
1.92Cargas
rae prefaricada
Wo 1821.' kgf m⋅
=
"osa
W!p 200 kgf m!⋅
⋅
hf⋅
S:=
W!p 1200 kgf m ⋅ =Carga viva AA()*+ Factor de impacto 15.2 m⋅ L+ !8 m⋅ =0.19& L=!9. m "inpacto 1 15.2 m⋅ L+ !8 m⋅ + := "inpacto
=
1.19& Momentos Ma,imosPor peso propio
#o Wo L
2
8
⋅
:=
#o=
!5!&2.!&2 k gf⋅
⋅
Por losa #umeda#!p W!p L 2 8
⋅
:=
#!p=
2!285 kgf⋅
⋅
Por diafragma h´:=
(
h t−
b)
h=2.2mSegn las lineas !e inflencia tenemos%
#& h´ 0.20
⋅
m S 1⋅
⋅
-5m+
10m+
5m/⋅
200kgf m!:=
#&=
820 m kgf⋅
Por capa de rodadura
#'o! S 5
⋅
kgf m2⋅
L 2 8⋅
:=
#'o!=
218!0.0'! k gf⋅
⋅
Por bordillo aceras y pasamanos
(ace'a 180 kgf m ⋅ :=
acera
(bo'!illo 25!.8 kgf m⋅
:=
ordillo
!00 kgf m⋅
arandado
#sp (ace'a
+
(bo'!illo !00 kgf m⋅
+
L2 8⋅
2 Nvigas⋅
:=
#sp=
12!90.221 k gf⋅
⋅
Por carga viva
#
:=
1.25 288800⋅
kgf⋅
)S * 25
,arga estandar para camiones de la AA$H3
#imp # 12
⋅
⋅
"inpacto⋅
f e:=
#imp=
!22!!2.1! m kgf⋅
#imp
=
!22!!2.1! k gf⋅
⋅
"inpacto=
1.19& -umero re.uerido de toronesec
:=
c2p−
0.1⋅
ec=
0.89! m f 2−
(e Acp (e e⋅
c S2p−
#o S2p+
#!p S2p+
#imp S2c+
#& S2c+
#'o! S2c+
#sp S2c+
:=
(e#sp
+
#'o!+
#&+
(
#!p)
+
( )
#o=
&98&8'.'55 k gf⋅
⋅
f´cviga !50 kgfcm2
⋅
=
+,A- #
⋅
(
sp+
#'o!+
#&+
#!p+
#o+
#imp)
L:=
f ts 1.' f´cviga kgf cm2 ⋅ ⋅ := f ts 29.9!! kgf cm2⋅
=
+,A-=125.' tonf ⋅ (e 1 1 Acp ec S2p+
#o S2p #!p S2p+
#imp S2c+
#& S2c+
#'o! S2c+
#sp S2c+
−
f ts
⋅
:=
(e=
591521.!!8 k gf⋅
. ! +,A-⋅
+
0tonf 8.m 1⋅
kgf cm2 .9& m=
:=
(i (e 0.82:=
(i=
&21!'&.85 kgf⋅
Ap (i f pi:=
Ap=
55.02! cm⋅
2 Nt Ap 0.98cm2:=
Nt=5'.1' Nt:='0 /sa' Ap:=
Nt 0.98⋅
cm2 Ap=
58.8 cm⋅
2"sfuerzo de Fle,ion
(i
:=
f pi A⋅
p (i=
&&0885.' k gf⋅
(e
:=
f pe A⋅
p (e=
'!212'.225 k gf⋅
"sfuerzos del Concreto en la transferencia t/0"n el e,tremo ee
:=
20 c⋅
f 1−
(i Acp (i ee S1p⋅
+
:=
f 1−
'&.502 kgf cm2⋅
=
f 2−
(i Acp (i ee S2p⋅
−
:=
f 2−
1!'.1' kgf cm2⋅
=
"n el centro del claro
f 1
−
(i Acp (i ec S1p⋅
+
#o S1p−
:=
f 1−
2&.'5 kgf cm2⋅
=
f 2−
(i Acp (i ec S2p⋅
−
#o S2p+
:=
f 2−
1&&.191 kgf cm2⋅
=
Contra los siguientes esfuerzos admisibles
f ci
:=
−
0.8⋅
0.'⋅
f´cvig f ci−
1'8 kgf cm2⋅
=
-omp'esion f ti 1.1 kgf cm2⋅
:=
0ensionLos esfuerzos calculados en la transferencia son satisfactorios
"sfuerzos del Concreto despues de las perdidas con carga viva en el centro del claro */infinito
"cuaciones 12 y 13
Parte superior de la seccion prefabricada
f 1
−
(e Acp (e ec S1p⋅
+
#o S1p−
#!p S1p−
#imp S1c−
#& S1c−
#'o! S1c−
#sp S1c−
:=
f 1−
1!1.09 kgf cm2⋅
=
Parte inferior de la seccion prefabricada f 2
−
(e Acp (e ec S2p⋅
−
#o S2p+
#!p S2p+
#imp S2c+
#& S2c+
#'o! S2c+
#sp S2c+
:=
f 2 1'.!92 kgf cm2⋅
=
f 3−
#imp S3c η⋅
c:=
f 3−
25.8&8 kgf cm2⋅
=
f 3Parte superior de la losa
f 4
−
#imp S1c η⋅
c:=
f 4−
20.0!8 kgfcm2
⋅
=
fParte inferior de la losa
Contra los siguientes esfuerzos admisibles
f cs
de la viga -comp./
−
0.0⋅
f´cviga−
10 kgf cm2⋅
=
f cs
de la losa -comp./
−
0.0⋅
f´closa−
8 kgf cm2⋅
=
f ts
de la viga -tens./
1.' f´cviga kgf cm2⋅
⋅
29.9!! kgf cm2⋅
=
Los esfuerzos calculados despues de las perdidas son satisfactorios
Momento de agrietamiento f ' 1.989 f´cviga kgf cm2
⋅
⋅
:=
ecuacion 2
f ' !&.211 kgf cm2⋅
=
#c' (e S2c Acp⋅
(e⋅
ec S2c S2p⋅
+
+
f ' S⋅
2c:=
#c'=
10100.859 k gf⋅
⋅
Calculo del factor de seguridad contra el agrietamiento:
"c' #c'
−
#o−
#!p−
#&−
#'o!−
#sp #imp:=
Resistencia a fle,ion 4 Momento ultimo f pe
f p
=
0.5&>
0.50Por lo tanto usar ecuacion 2' para
f ps !:=
c1p+
hf+
ec be=
2.5m !=
2.18 mρ
ρ Ap be⋅
!:=
f ps f p 1ρ
ρ f p 2 f´⋅
cviga⋅
−
⋅
:=
f ps 18188.!55 kgf cm2⋅
=
aρ
ρ f⋅
ps ! 0.85 f´⋅
cviga⋅
:=
ecuacion 25 o !5
a=1.!&9 c⋅a<20
Por lo tanto usar ecuacion para vigas rectangulares
f´closa 210 kgf cm2⋅
=
be=
2.5 m Ap f ps beη
c !⋅
f´closa⋅
⋅
=
0.121ecuacion !'
0.0&5
<
0.!0usar ecuacion para vigas surefor)adas
#n Ap⋅
f ps ! a 2−
⋅
:=
#n=
2255'!.5!' k gf⋅
⋅
φ :=1 # 1.!0φ
#o+
#!p+
#&+
#'o!+
#sp 5 !⋅
#imp+
⋅
:=
ecuacion 18
#=
1&!'808.9'1 k gf⋅
⋅
#n>
# ok!
ecuacion 1'
Comparacion del re.uisito de la AA()*+
φ
#n #c'⋅
>
1.2 #n=
2255'!.5!' k gf⋅
⋅
φ
#n #c'Cortante en el alma
Cortante de los cuartos del claro Por peso propio
o Wo L
⋅
:=
o=
1&92.&' k gf⋅
Por losa #umeda!p W!p L ⋅
:= !p
=
11820 k gf⋅
Por diafragmas
Segn lineas !e inflencia
W& h´ 0.2⋅
m S 1⋅
200 kgf m!⋅
⋅
⋅
-1+
0.&5+
0.5+
0.25/ 1 L⋅
:=
W& 15!.0' kgf m⋅
=
& W& L ⋅ := &=
150&.5 k gf⋅
Por capa de rodadura
W'o! 125 kgf m
⋅
:=
'o! W'o! L ⋅
:=
'o!=
12!1.25 k gf⋅
Por acera bordillo y pasamanosWsp (ace'a + (bo'!illo !00 kg f m ⋅ + := Wsp &!!.8 kgf m ⋅ = sp Wsp L ⋅ := sp
=
&22&.9! k gf⋅
Por carga viva5:=1.25 !0850⋅ ⋅kg f
)S *25
AAS)06imp
:=
0.5⋅
⋅
"inpacto⋅
f imp=
!!1.98 k gf⋅
Cortante ultimo φ :=1 1.!0 φ o+ !p + &+ 'o!+ sp 5 !⋅imp +
⋅ := =
12'250.82' k gf⋅
c:=
0.0' f´⋅
cviga⋅
bw⋅ ⋅
77 c 0.0' f´⋅ cviga⋅bw ! a 2 −
⋅ := c=
8850.!05 k gf⋅
Av:=
2 0.&9⋅
⋅
cm2 φ18 f y 2800 kgf cm2⋅
:=
s'e 2 f
⋅
y⋅
Av ! a 2−
−
c⋅
:=
s'e=
9.'2 c⋅
sma9 Av f y &.0! kgf cm2⋅
⋅
bw⋅
:=
sma9=
!1.'5 c⋅
e10 c 420
Cortante #orizontal hf=
0.2m bt=
1.2m : beη
c hf⋅
c3c hf 2−
⋅
:=
:= 0.!05 m! v : Icc⋅
bt⋅
:=
v !.&& kgf cm2⋅
=
!.8'8<21.1 co''ecto! Armadura de piel h=2.2m 100 As bw⋅
-2 !⋅
−
h/⋅
≥
0.05 As 0.05 b⋅ w 2 !⋅ −h 100 ⋅ := As=
2.1' cm⋅
2φ
18c 420
Por cara
5eterminación de Flec#asEl cálculo de las deflexiones debidas a las cargas externas es similar al de las vigas no preesforzadas. Mientras el concreto no se agriete, la viga puede tratarse como un cuerpo homogeneo y se le aplica la teoría elástica usual para el cálculo de deflexiones.
5efle,ión Admisible
#o
+
#!p+
#&+
#'o!+
#sp=
&98&8'.'55 k gf⋅
⋅
L:=000 c⋅ δa!m L 800 :=
δa!m
=
5 c⋅
f´c !50 kgf cm2⋅
:=
Icp=
9219!&.'2 cm⋅
γ :=2. ,c γ 1.5⋅200 f´c kgf cm2 ⋅ ⋅ :=,c 2921'.155 kgf cm2
⋅
=
5ebido a las cargas muertas: ! 8 L2 #o
+
#!p+
#&+
#'o!+
#sp(
)
⋅
:=
! !9.9!9 kgf cm⋅
=
δ
! 5 !8⋅
! L ,c I⋅
cp⋅
:=
δ
!=
9.259 c⋅
eido a la carga viva
#=!'1000 kgf ⋅ ⋅L 8 # 2 L2
:=
L 9.025 kgf cm⋅
=
δ
L 5 !8⋅
L L ,c I⋅
cp⋅
:=
δL
=
2.092 c⋅
5ebido al preesfuerzo (e e⋅
c 8 L2⋅
:=
2820.9&1 kgf m⋅
=
δ
pi 5 ⋅
L !8 1 ,c I⋅
cp⋅
:=
δ
pi=
'.5!9 c⋅
Flec#a finalδ
fi:=
δ
!+
δ
L−
δ
pδ
fi=
.811 c⋅
f y- /:=11.&' y⋅ + 11.&' y- −!0/ + 11.&' y- − '0/ + 11.&' y- −90/ + 11.&' y- −120/ y
:=
! y :='oot f y- - / y, / y=
'0 ;1 y cm c:=
+
2p ;1=
1&1.25! c⋅
;2:=
y cm−
!0cm+
c2p ;2 = 11.25! c⋅ ;3:=
y cm−
'0cm+
c2p ;3 = 111.25! c⋅ ;4:=
y cm−
90cm+
c2p ;4=
81.25! c⋅
;5:=
y cm−
120cm+
c2p ;5 = 51.25! c⋅ c2p=
1.11! m*rayectoria de los cables
La ecuación general es
; 2 L2 ;a
−
2 ;⋅
b+
;c(
)
⋅
⋅
<2 1 L⋅
(
−
!⋅
;a+
;⋅
b−
;c)
⋅
<+
+
;a6A+#A 1
;a:=
;1 ;b:=
0.09 ;c:=
;1A - 0 0.0 /
;a=
1&1.25! c⋅
;c=
1&1.25! c⋅
( - 1!.5 0.09 /
L:=0, - 2& 0.0 /
A 2 L2 ;a−
2 ;⋅
b+
;c(
)
⋅
:=
. 1 L⋅(
−!⋅;a+ ;⋅ b −;c)
:= -:=
;a A=0.0005 m . =−0.1'181!m -=1.&125! m ; A <:=
⋅
<2+
. <⋅
+
- ; 0.0005<2−
0.1'181! <⋅
+
1.&125!6A+#A 2
;a:=
;2 ;b:=
0.1'& ;c:=
;2A - 0 0.&0 /
( - 1!.5 0.1'& /
L=0 ;2 =1.1! m, -2& 0.&0 /
A 2 L2 ;a−
2 ;⋅
b+
;c(
)
⋅
:=
. 1 L⋅
(
−
!⋅
;a+
;⋅
b−
;c)
:=
-:=
; A=
0.00!1128 m .=
−
0.1251!m -=
1.125! m ; 0.00!1128 <⋅ 2− 0.1251! <⋅ + 1.125!6A+#A !
;a:=
;3 ;b:=
0.1'& ;c:=
;3A - 0 100 /
( - 1!5 0.1'& /
L=
0 ;3=
1.11! m, -2& 100 /
A 2 L2 ;a
−
2 ;⋅
b+
;c(
)
⋅
:=
. 1 L⋅
(
−
!⋅
;a+
;⋅
b−
;c)
:=
-:=
; A=
0.002!'28 m .=
−
0.0951!m -=
1.1125! m ; 0.002!'28 <⋅ 2− 0.0951! <⋅ + 1.1125!6A+#A
;a:=
;4 ;b:=
0.1'& ;c:=
;4A - 0 100 /
( - 1!5 0.1'& /
L=0 ;4 =0.81! m, -2& 100 /
A 2 L2 ;a−
2 ;⋅
b+
;c(
)
⋅
:=
. 1 L⋅
(
−
!⋅
;a+
;⋅
b−
;c)
:=
-:=
; A=
0.001'128 m .=
−
0.0'51!m -=
0.8125! m ; 0.001'128 <⋅ 2 −0.0'51! <⋅ + 0.8125!6A+#A 5
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0.5125!! continuación se presenta las coordenas correspondientes a las vainas, "ue estan redondeadas a los tres decimales.
PR+6R"(78A +R5"-A5A +R5"-A5A +R5"-A5A +R5"-A5A +R5"-A5A CA5A 10 cm 8A7-A 2 8A7-A 9 8A7-A 8A7-A 3 8A7-A 1
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