Diseñar la losa llena de calzada cuyo tablero está formado por dos canales de tráfico de alta velocidad

dos aceras de 1.20 m., una isla de 2.0 m. y dos barandas de 0.40 m. cada una. Necesaria para salvar

una luz de 5.15 m. Asumir Sección Dúctil.

La carga viva considerada es un Camión HS20-44. Tomar el efecto de la sobrecarga equivalente.

Otros datos:

ecarpeta= 10 cms f´c = 280 kg/cm2

eaceras = 12 cms fy = 4200 kg/cm2

eisla = 14 cms.

δconcr. = 2500 kg/m3

δasfalto = 2200 kg/m3

r = 4 cms. (recubrimiento)

1.- Predimensionar Espesor Losa: elosa = L/20 elosa = 5.15/20= 0.26 m.

2.- Sección transversal del Puente: (en función del enunciado)

0.40

1.2 2.0 1.2

12.40

Atablero = 12.40 m.

3.- Estudio de cargas actuantes:

Peso Propio: losa 12.40 0.26 2500 8060.0 kg/ml

carpeta 7.20 0.10 2200 1584.0 "

aceras 2.00 1.20 0.12 2500 720.0 "

Isla 2.00 0.14 2500 700.0 "

barandas 2.00 600 1200.0 "

Wtablero = 12264.0 kg/ml

W tablero kg/ml

Atablero ml ancho

Wsc = 952 kg/ml

Psc = 8172 kg Para Momento Max.

11804 kg Para Corte Max.

Tren rodante HS2044: Prt= 7264 kg

Prt20%= 8717 kg

Cargas sobre las Barandas: Pb = 600 kg/ml (norma AASHTO)

3.6 3.6

Wunit.= 989.03

EJERCICIO TIPO

Sobrecarga equivalente:

4.- Calculo de los Momentos y las Fuerzas Cortantes

Momentos:

Caso I: Sobrecarga equivalente + Peso propio: (Impactada y repartida en ancho efectivo)

Peso propio: Wunit.xL2

kg-ml 15.24

8 ml ancho 38 + L

I = 1.30

E = 1.53 m.

2 E = 3.06 m.

Sobrcarga: Wsc = 952.00 kg/ml

Wsc/2E = 311.11

404.44 kg/ml Impactada

ml ancho

Wsc x L2

kg-ml

8 ml ancho

Psc = 8172.00 kg Para Momento Max.

Psc/2E = 2670.59

3471.76 kg/ml Impactada

ml ancho

Psc x L k-m

4 ml ancho

Mu1 = 16871.93 k-m

ml ancho

Caso II: Tren Rodante + Peso propio: (Impactada y repartida en un ancho efectivo)

W x L2

kg-ml

8 ml ancho

Prt = 8717.00 kg

Prt/E = 5697.39 kg/ml

(Prt) x I = 7406.61 kg/ml Impactada

Prt x L a = 4.27 m.

4

Por Teorma de Barre se supone aplicado en el centro

de la estructura.

k-m

ml ancho

Mu2 = 1.30 Mpp + 2.17 Mrt = k-m

ml ancho

18665.05 k-m (mayor de Mu1 y Mu2)

ml ancho

I =

Mpp = 3278.94

18665.05

Mudiseño =

Ancho Efectivo = 1.22 + 0.06L =

(Wsc/2E) x I =

Msc = =

Mrt = [1 - 0.2 a/L]2

Mrt = 9536.0 0.70 6637.06 =

= 0.40 ≤ 30%

(Psc/2E) x I =

1.30 Mpp + 2.17 (Msc + Mps)=

Mpsc = 4469.90

Mpp = 3278.94

para 1.00 m. de losakg/ml ancho

1340.84

para 1.00 m. de losakg/ml ancho

=

Cortes:

Caso I: Sobrecarga equivalente + Peso propio: (Impactada y repartida en ancho efectivo)

Peso propio: Wunit. x L Vmax. = Rmax. = W * L/2

2

= 404.44 kg/m

Sobrcarga: Wsc x L

2

Psc = 11804.00 kg Para Corte Max.

Psc/2E = 3857.52

5014.77

Vpsc = 2507.39

Vu1 = 1.30 Vpp + 2.17 (Vsc + Vpsc) = 11011.71

Caso II: Tren Rodante + Peso propio

W x L

2

Vprt = Pr * (1 - 0.20 * a/L) = 7406.61 0.83 = 6178.41 kg/m

Vu2 = 1.30 Vpp + 2.17 (Vsc + Vps) = 16717.92 kg/m

16717.92 (mayor entre Vu1 y Vu2)

5.- Chequeo del espesor asumido:

Caso de sección no dúctil:

d = ( Mu/Rb*b) μ = Mu/(f´c b d2) ω (Tabla)

Ju

elosa = d + r Ju= 1 - 0.59 ω

Rb = f´c x ω x Ju

b = ancho unitario

Para el caso de sección dúctil se tiene: ω = 0.18

Ju = 0.894

Rb= ω x f´c x Ju = 250 x 0.18 x 0.894 = 45.06 kg/cm2 280

d = (22274.79 x 100/40.23x100) = 20.35 d= 21.0 cms

elosa = 21 + 4 = 25 cms < 26 cms OK.

Vpp = 2546.75 kg

(Wsc/2E) + I =

Vsc = 1041.43 kg/m

Vudiseño =

(Psc/2E) x I =

kg/m ancho

Vpp = 2546.75

para 1.00 m. de losa

kg/m ancho

kg/m ancho

kg

kg/m ancho

=

=

=

6.- Verificación del Esfuerzo de Corte:

Vudiseño

Ø x b x d

υpermisible = 0.53Vf´c = 8.87 kg/cm2

Como no cumple se aumenta la Resistencia del Concreto a: f´c = 300 kg/cm2

υpermisible = 9.18 kg/cm2

Como todavía no cumple se aumenta la altura útil "d" al máximo permisible: d = 22.0 cm.

7.- Calculo edl Acero de Refuerzo:

1.- Mu

ØxFyxJuxd

As rep. = 0.55

L

As rep. = 24% < 50% Ok!

As rep. = 24% (25.65)= 6.16 cm2/ml ancho

8.- Distribución del acero de refuerzo (investigar)

1/2" 1.27 cm2

5/8" 1.98 cm2

3/4" 2.84 cm2

7/8" 3.87 cm2

υu = 9.37 kg/cm2

Asppal = 25.65 cm2/ml ancho

υu = 8.94 Ok!.

υu = [kg/cm2]

16717.9

0.85x100x21 = No Ok!

kg/cm2

x 100 < 50%

Areas de Cabillas

< υpermisible=8.87