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ejercicios hormigón presforzado
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Ejercicio 1: Emplee los siguientes datos
Datos:
Carga de servicio: = 0.6 Klb/pie
Recubrimiento: = 6 pulg.
Pi: = 170 Klb
Perdidas = 16 %
Densidad del H° = 120 Lb/pie3
exentricidad = 11.5 pulg.
Alto: = 38 pulg.
1.-
Calculo del centroide de la seccion:
Por Steiner:
y = 22.514 pulg
C1 = 15.486 pulg C2 = 22.514 pulg
2.- Calculo del Área del concreto (Ac):
Ac = 368.5 pulg2
3.- Calculo del momento de Inercia:
Ic = 52606.684 pulg4
4.- Calculo del módulo de sección:
Elemento
Area
(pulg2) Y (pulg) Io (pulg4) d (pulg)
A1 172.5 34.366 793.912 10.12
A2 110 11 4436.667 4.514
A3 86 4.261 262.609 18.253
S1 = 3397.047914 pulg3
S2 = 2336.620947 pulg3
5.- Calculo del Radio de giro:
r2 = 142.7589796 pulg3
6.- Calculo de los esfuerzos producidos por Pi:
f1 = 114.1699686 lb/pulg2
f2 = -1298.007997 lb/pulg2
7.- Calculo del peso propio de la viga :
Wo = Ac*densidad = 307.0833333 lb/pie
Wo = 0.307 klb/pie
8.- Calculo de los momentos devido al peso propio (Wo):
Ma= 0 Klb-pie
Mb= -25.9415 Klb-pie
Mc= -30.086 Klb-pie
Md= 0 Klb-pie
Me= 13.802 Klb-pie
9.- Calculo de los esfuerzos producidos por Mo:
* En A:
f1= 0 lb/pulg2
f2= 0 lb/pulg2
* En B:
f1= 91.63780078 lb/pulg2
f2= -133.2257166 lb/pulg2
* En C:
f1= 106.2781595 lb/pulg2
f2= -154.5102985 lb/pulg2
* En D:
f1= 0 lb/pulg2
f2= 0 lb/pulg2
* En E:
f1= -48.75527346 lb/pulg2
f2= 70.88184338 lb/pulg2
10.- Calculo de esfuerzos producidos por la combinacion de Pi+Mo:
* En A:
f1 = 114.170+0.000 = 114.1699686 lb/pulg2
f2 = -1,298.008+0.000 = -1298.007997 lb/pulg2
* En B:
f1 = 114.170+91.638 = 205.8077694 lb/pulg2
f2 = -1,298.008+-133.226 = -1431.233714 lb/pulg2
* En C:
f1 = 114.170+106.278 = 220.4481281 lb/pulg2
f2 = -1,298.008+-154.510 = -1452.518296 lb/pulg2
* En D:
f1 = 114.170+0.000 = 114.1699686 lb/pulg2
f2 = -1,298.008+0.000 = -1298.007997 lb/pulg2
* En E:
f1 = 114.170+-48.755 = 65.41469514 lb/pulg2
f2 = -1,298.008+70.882 = -1227.126
11.- Calculo de incidencias de pérdidas para "Pe" Se sabe que las perdidas del 16%
R = 1 - Perdidas = 0.84
Pe = R*Pi =142.8Klb
12 .- Calculo de esfuerzos producidos por "Pe":
f1 = 0.84*(114.170) = 95.90277362 lb/pulg
f1 = 0.84*(-1,298.008) = -1090.326718 lb/pulg2
13.- Calculo de esfuerzos producidos por Pe y Mo:
* En A:
f1 = 95.903+0.000 = 95.90277362 lb/pulg2
f2 = -1,090.327+0.000 = -1090.326718 lb/pulg2
* En B:
f1 = 95.903+91.638 = 187.5405744 lb/pulg2
f2 = -1,090.327+-133.226 = -1223.552434 lb/pulg2
* En C:
f1 = 95.903+106.278 202.1809331 lb/pulg2
f2 = -1,090.327+-154.510 = -1244.837016 lb/pulg2
* En D:
f1 = 95.903+0.000 = 95.90277362 lb/pulg2
f2 = -1,090.327+0.000 = -1090.326718 lb/pulg2
* En E:
f1 = 95.903+-48.755 = 47.14750016 lb/pulg2
f2 = -1,090.327+70.882 = -1019.444874 lb/pulg2
14.- Calculo de los momentos debido a la carga muerta sobrepuesta a la viva:
Ma= 0 Klb-pie
Mb= 50.7 Klb-pie
Mc= -58.8 Klb-pie
Md= 0 Klb-pie
Me= 26.975 Klb-pie
15.- Calculo de esfuerzos producidos por Mt = Md + Ml
* En A:
f1 = 0 lb/pulg2
f2= 0 lb/pulg2
* En B:
f1 = -179.096679 lb/pulg2
f2= 260.3759933 lb/pulg2
* En C:
f1 = 207.7097579 lb/pulg2
f2= -301.9745248 lb/pulg2
* En D:
f1 = 0 lb/pulg2
f2= 0 lb/pulg2
* En E:
f1 = -95.2886177 lb/pulg2
f2= 138.533381 lb/pulg2
16.- Calculo de esfuerzos por combinación de Pe+Mo+Md+Ml
* En A:
f1 = 95.903+0.000 = 95.90277362 lb/pulg2
f2 = -1,090.327+0.000 = -1090.326718 lb/pulg2
* En B:
f1 = 187.541+-179.097 = 8.443895349 lb/pulg2
f2 = -1,223.552+260.376 = -963.176441 lb/pulg2
* En C:
f1 = 202.181+207.710 = 409.890691 lb/pulg2
f2 = -1,244.837+-301.975 = -1546.811541 lb/pulg2
* En D:
f1 = 95.903+0.000 = 95.90277362 lb/pulg2
f2 = -1,090.327+0.000 = -1090.326718 lb/pulg2
* En D:
f1 = 47.148+-95.289 = -48.14111754 lb/pulg2
f2 = -1,019.445+138.533 = -880.9114933 lb/pulg2
Ejercicio 2: Emplee los siguientes datos
Datos:
Carga de servicio = 0.8 Klb/pie
Recubrimiento = 10 pulg.
Pi = 190 Klb
Perdidas = 18 %
Densidad del H° = 145 Lb/pie3
Excentricidad = 10 pulg.
Alto = 36 pulg.
Datos obtenidos Del AutoCAD
Área transversal y sus Propiedades
1.- Calculo del centroide de la sección:
Por Steiner:
y = 19.387 pulg
C1 = 16.613 pulg C2 = 19.387 pulg
2.- Calculo del Area del concreto (Ac):
Ac = 334.9 pulg2
3.- Calculo del momento de Inercia:
Ic = 51938.1667 pulg4
4.- Cálculo del módulo de sección:
S1 = 3126.356871 pulg3
S2 = 2679.020307 pulg3
5.- Calculo del Radio de giro:
r2 = 155.0971757 pulg3
6.- Calculo de los esfuerzos producidos por Pi:
f1 = 40.3602352 lb/pulg2
f2 = -1276.590369 lb/pulg2
7.- Calculo del peso propio de la viga :
Wo = Ac*densidad = 337.2005208 lb/pie
Wo = 0.337 klb/pie
8.- Calculo de los momentos debido al peso propio (Wo):
Ma= 0 Klb-pie
Mb= -28.4765 Klb-pie
Mc= -33.026 Klb-pie
Md= 0 Klb-pie
Me= 20.876943 Klb-pie
9.- Calculo de los esfuerzos producidos por Mo:
* En A:
f1= 0 lb/pulg2
f2= 0 lb/pulg2
* En B:
f1= 109.3023011 lb/pulg2
f2= -127.5533444 lb/pulg2
* En C:
f1= 126.7647989 lb/pulg2
f2= -147.9316894 lb/pulg2
* En D:
f1= 0 lb/pulg2
f2= 0 lb/pulg2
* En E:
f1= -80.13266762 lb/pulg2
f2= 93.51303359 lb/pulg2
10.- Calculo de esfuerzos producidos por la combinacion de Pi+Mo:
* En A: f1 = 40.360+0.000 = 40.3602352 lb/pulg2
f2 = -1,276.590+0.000 = -1276.590369 lb/pulg2
* En B:
f1 = 40.360+109.302 = 149.6625363 lb/pulg2
f2 = -1,276.590+-127.553 = -1404.143713 lb/pulg2
* En C:
f1 = 40.360+126.765 167.1250341 lb/pulg2
f2 = -1,276.590+-147.932 = -1424.522058 lb/pulg2
* En D:
f1 = 40.360+0.000 = 40.3602352 lb/pulg2
f2 = -1,276.590+0.000 = -1276.590369 lb/pulg2
* En D:
f1 = 40.360+-80.133 = -39.77243241 lb/pulg2
f2 = -1,276.590+93.513 = -1183.077335 lb/pulg2
11.- Calculo de incidencias de perdidas para "Pe"
Se sabe que las perdidas don del 18 %
R = 1 - Perdidas = 0.82
Pe = R*Pi =155.8 Klb
12 .- Calculo de esfuerzos producidos por "Pe":
f1 = 0.82*(40.360) = 33.09539287 lb/pulg2
f1 = 0.82*(-1,276.590) = -1046.804102 lb/pulg2
13.- Calculo de esfuerzos producidos por Pe y Mo:
* En A:
f1 = 33.095+0.000 = 33.09539287 lb/pulg2
f2 = -1,046.804+0.000 =-1046.804102 lb/pulg2
* En B:
f1 = 33.095+109.302 = 142.3976939 lb/pulg2
f2 = -1,046.804+-127.553 = -1174.357447 lb/pulg2
* En C:
f1 = 33.095+126.765 159.8601917 lb/pulg2
f2 = -1,046.804+-147.932 = -1194.735792 lb/pulg2
* En D:
f1 = 33.095+0.000 = 33.09539287 lb/pulg2
f2 = -1,046.804+0.000 =-1046.804102 lb/pulg2
* En E:
f1 = 33.095+-80.133 = -47.03727475 lb/pulg2
f2 = -1,046.804+93.513 =-953.2910687 lb/pulg2
14.- Calculo de los momentos debido a la carga muerta sobrepuesta a la viva:
Ma= 0 Klb-pie
Mb= -67.6 Klb-pie
Mc= -78.4 Klb-pie
Md= 0 Klb-pie
Me= 49.5595 Klb-pie
15.- Calculo de esfuerzoz producidos por Mt = Md + Ml
* En A:
f1 = 0 lb/pulg2
f2= 0 lb/pulg2
* En B:
f1 = 259.4713379 lb/pulg2
f2= -302.7972568 lb/pulg2
* En C:
f1 = 300.9253386 lb/pulg2
f2= -351.1731499 lb/pulg2
* En D:
f1 = 0 lb/pulg2
f2= 0 lb/pulg2
* En E:
f1 = -190.2258842 lb/pulg2
f2= 221.9893587 lb/pulg2
16.- Calculo de esfuerzos por combinacion de Pe+Mo+Md+Ml *
En A:
f1 = 33.095+0.000 = 33.09539287 lb/pulg2
f2 = -1,046.804+0.000 = -1046.804102 lb/pulg2 *
En B:
f1 = 142.398+259.471 = 401.8690318 lb/pulg2
f2 = -1,174.357+-302.797 = -1477.154704 lb/pulg2 *
En C:
f1 = 159.860+300.925 = 460.7855303 lb/pulg2
f2 = -1,194.736+-351.173 = -1545.908942 lb/pulg2 *
En D:
f1 = 33.095+0.000 = 33.09539287 lb/pulg2
f2 = -1,046.804+0.000 = -1046.804102 lb/pulg2
En E:
f1 = -47.037+-190.226 = -237.2631589 lb/pulg2
f2 = -953.291+221.989 = -731.30171 lb/pulg2
carga superficial 10 ton/m2
Ancho Triburatio 2.5 m
Carga de servicio = 25 ton/m
Recubrimiento = 6 cm
Pi = 70 ton
Perdidas = 15 %
Densidad del H° = 2400 Kg/m3
exentricidad = 25 cm
DATOS PRELIMINARES
A= 41 m
B= 14 m
C= 10 m
D= 12 m
E= 12 m
F= 41 m
G= 12 m
H= 12 m
J= 41 m
K= 15.5 m
M= 15.5 m
P= 14 m
altura de la viga:
h = 93 m
TABLA DE CALCULO DE PROPIEDADES
ELEM Base Altura Area
yiA*Yi d A*d2 Io
141.000000
014.000000
0 574.0000000 86.0000000 49364.0000000 39.5000000 895583.5000000 9375.3333333
215.500000
012.000000
0 93.0000000 75.0000000 6975.0000000 28.5000000 75539.2500000 744.0000000
315.500000
012.000000
0 93.0000000 75.0000000 6975.0000000 28.5000000 75539.2500000 744.0000000
410.000000
065.000000
0 650.0000000 46.5000000 30225.0000000 0.0000000 0.0000000228854.166666
7
515.500000
012.000000
0 93.0000000 18.0000000 1674.0000000 28.5000000 75539.2500000 744.0000000
615.500000
012.000000
0 93.0000000 18.0000000 1674.0000000 28.5000000 75539.2500000 744.0000000
741.000000
014.000000
0 574.0000000 7.0000000 4018.0000000 39.5000000 895583.5000000 9375.3333333
2170.0000000100905.000000
02093324.000000
0250580.833333
3
Ycg = 46.5 m
b=C2= 46.5 m
C1 =a=46.5 m
Area = 2170 m2
INERCIA = I =2343904.833 m4
1.- Calculo del centroide de la seccion:
y = 46.5 cm
2.- Calculo del Area del concreto (Ac):
Ac = 2170 cm2
3.- Calculo del momento de Inercia:
Ic = 2343904,833 cm4
4.- Calculo del modulo de seccion:
S1 = 50406555.55 cm3
S2 = 50406555.55 cm3
5.- Calculo del Radio de giro:
r2 = 1080140.476 cm2
6.- Calculo de los esfuerzos producidos por Pi:
f1 = -32.22334681 kg/cm2
f2 = -32.29278222 kg/cm2
7.- Calculo del peso propio de la viga :
Wo = Ac*densidad = 5.208 Kg/cm
Wo = 520.8 Kg/m
8.- Calculo de los momentos devido al peso propio (Wo):
Ma= 0 Kg*m
Mb= 26040.00 Kg*m
Mc= 0 Kg*m
9.- Calculo de los esfuerzos producidos por Mo:
* En A:
f1= 0 Kg/cm2
f2= 0 lb/pulg2
* En B:
f1= -0.051659947 Kg/cm2
f2= 0.051659947 Kg/cm2
* En C:
f1= 0
f2= 0
Seccion A B C
Esfuerzos 0 -0.051659947 0
0 0.051659947 0
10.- Calculo de esfuerzos producidos por la combinacion de Pi+Mo:
* En A:
f1 = -32.223+0.000 = -32.22334681 Kg/cm2
f2 = -32.293+0.000 = -32.29278222 Kg/cm2
*
En B: f1 = -32.223+-0.052 = -32.27500676 Kg/cm2
f2 = -32.293+0.052 = -32.24112228 Kg/cm2
* En C: f1 = -32.223+0.000 = -32.22334681 Kg/cm2
f2 = -32.293+0.000 = -32.29278222 Kg/cm2
Seccion A B C
Esfuerzos -32.22334681 -32.27500676 -32.22334681
-32.29278222 -32.24112228 -32.29278222
11.- Calculo de incidencias de perdidas para "Pe"
Se sabe que las perdidas don del 15%
R = 1 - Perdidas = 0.85
Pe = R*Pi = 59.5 Ton
12 .- Calculo de esfuerzoz producidos por "Pe":
f1 = 0.85*(-32.223) = -27.38984479 Kg/cm2
f1 = 0.85*(-32.293) = -27.44886489 Kg/cm2
13.- Calculo de esfuerzos producidos por Pe y Mo:
* En A: f1 = -27.390+0.000 = -27.38984479 Kg/cm2
f2 = -27.449+0.000 = -27.44886489 Kg/cm2
* En B: f1 = -27.390+-0.052 -27.44150474 Kg/cm2
f2 = -27.449+0.052 = -27.39720494 Kg/cm
* En C: f1 = -27.390+0.000 = -27.38984479 Kg/cm2
f2 = -27.449+0.000 = -27.44886489 Kg/cm2
Seccion A B C
Esfuerzos -27.38984479 -27.44150474 -27.38984479
-27.44886489 -27.39720494 -27.44886489
14.- Calculo de los momentos debido a la carga muerta sobrepuesta a la viva:
Ma= 0 Kg*m
Mb= 1250000 Kg*m
Mc= 0 Kg*m
15.- Calculo de esfuerzoz producidos por Mt = Md + Ml
* En A:
f1 = 0 Kg/cm2
f2= 0 lb/pulg2
* En B:
f1 = -2.479836177 Kg/cm2
f2= 2.479836177 Kg/cm2
* En C:
f1 = 0
f2= 0
16.- Calculo de esfuerzos por combinacion de Pe+Mo+Md+Ml
* En A:
f1 = -27.390+0.000 = -27.38984479 lb/pulg2
f2 = -27.449+0.000 = -27.44886489 lb/pulg2
* En B:
f1 = -27.442+-2.480 = -29.92134091 lb/pulg2
f2 = -27.397+2.480 = -24.91736877 lb/pulg2
* En C:
f1 = -27.390+0.000 = 27.38984479 lb/pulg2
f2 = -27.449+0.000 = -27.44886489 lb/pulg2
Seccion A B C
Esfuerzos -27.38984479 -29.92134091 -27.38984479
-27.44886489 -24.91736877 -27.44886489
17.- Calculo de los momentos debido a la carga superficial:
Ma= 0 Kg*m
Mb= 1512500 Kg*m
Mc= 0 Kg*m
18.- Calculo de esfuerzoz producidos por Mt = Md + Ml
* En A:
f1 = 0 Kg/cm2
f2= 0 lb/pulg2
* En B:
f1 = -3.000601774 Kg/cm2
f2= 3.000601774 Kg/cm2
* En C:
f1 = 0
f2= 0
19.- Calculo de esfuerzos por combinacion de Pe+Mo+Md+Ml+Msuperficial
* En A:
f1 = 0.000+0.000 = -27.38984479 lb/pulg2
f2 = -27.390+0.000 = -27.44886489 lb/pulg2