PRÁCTICA Nº 1: PUENTES PÓRTICO - caminos.udc.escaminos.udc.es/info/asignaturas/622/contenido_publico/recursos/... · PRÁCTICA Nº 1: PUENTES PÓRTICO PUENTES II Objetivos:

PRÁCTICA Nº 1: PUENTES PÓRTICO

PUENTES II

PRÁCTICA Nº 1: PUENTES PÓRTICO

PUENTES II

Objetivos:

• Realización del modelo propuesto.

• Comentar resultados.

• Aprender alguna aplicación de utilidad.

Enunciado:

En la figura adjunta aparece un puente pórtico constituido por seis estructuras metálicas situadas en planos paralelos, arriostradas por vigas transversales igualmente de acero. La geometría de las secciones transversales de los distintos tipos de barras se indican en las figuras que se acompañan. Cada uno de los pórticos se considera simplemente apoyado en los vanos laterales y articulado en los extremos inferiores de los pilares inclinados.

En un análisis preliminar del puente se van a considerar las siguientes acciones:

• Peso propio de la estructura.

• Peso propio de la losa de reparto de hormigón de 0.30 m de espesor, actuando sobre los elementos longitudinales del puente.

• Sobrecarga de uso de 4 kN/m2 actuando sobre todo el puente o la mitad longitudinal del mismo. Dicha carga es recibida a través de los elementos longitudinales.

• Incremento térmico de 30º.

• Tren de cargas actuando en el centro del vano en las vigas 4, 5, 14 y 15.

• Tren de cargas actuando en el centro del vano en las vigas 14, 15, 24 y 25.

• Descenso vertical de 0.03 m en el nudo 55.

• Las características mecánicas del acero son:

Enunciado de la Hoja de Prácticas nº 1

E = 210000 N / mm 2 ν = 0.3 ρ = 7.85t / m3 σ = 240 N / mm 2 α = 1.2× 10−5 m / mº C

PUENTES II

Se desea:

⎯ A partir de las acciones anteriores analizar el modelo estructural para las hipótesis de cargas más desfavorables.

⎯ Realizar comprobaciones estructurales.


PUENTES II


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IAP – Instrucción sobre las Acciones a considerar en el Proyecto de Puentes de Carretera

PUENTES II

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PUENTES IICASOS DE CARGA

Peso estructural + Peso de la losa 1.35 Carga permanente

Sobrecarga + Tren

Incremento térmico

Descenso de apoyo 1.5

1.5

0.6 x 1.5 = 0.9Cargas variables

1.5

0.6 x 1.5 = 0.9

Carga permanente de valor no constante

ó

ó

PUENTES IICombinaciones de ELU consideradas:

C1 = 1.35 CP + 1.5 (media SC+T1) + 0.9 T

C2 = 1.35 CP + 1.5 (media SC+T2) + 0.9 T

C3 = 1.35 CP + 0.9 (media SC+T1) + 1.5 T

C4 = 1.35 CP + 1.5 (SC+T1) + 0.9 T

C5 = 1.35 CP + 0.9 (SC+T1) + 1.5 T

C6 = 1.35 CP + 1.5 (SC+T1) + 0.9 T + 1.5 D

C7 = 1.35 CP + 0.9 (SC+T1) + 1.5 T + 1.5 D

Solución (archivo de Sap90):

PUENTE FORMADO POR SEIS PóRTICOS. Práctica 1. Puentes II.SYSTEML=7 :7 condiciones de carga.c caso 1 de carga: peso propio y carga permanentec caso 2 de carga: sobrecarga de uso en la mitad longitudial del puente (6m)c caso 3 de carga: sobrecarga de uso en todo el puentec caso 4 de carga: incremento térmico de 30 gradosc caso 5 de carga: tren de cargas en el centro del vano en las vigas 4,5,14,15c caso 6 de carga: tren de cargas en el centro del vano en las vigas 14,15,24,25c caso 7 de carga: descenso de apoyo

JOINTSc Tablero1 X=-16 Y=0 Z=0 9 X=16 Y=0 Z=046 X=-16 Y=10 Z=054 X=16 Y=10 Z=0 Q=1,9,46,54,1,9c Base de pilas55 x=-10 Y=0 Z=-656 x=10 Y=0 Z=-665 x=-10 Y=10 Z=-6 66 x=10 Y=10 Z=-6 Q=55,56,65,66,1,2

RESTRAINTS55 R=1,1,0,0,0,0 :restricciones en la articulación con descenso impuesto.56 66 1 R=1,1,1,0,0,0 :restantes articulaciones de pilas.1 46 9 R=0,1,1,0,0,0 :apoyos tablero - izquierda.9 54 9 R=0,1,1,0,0,0 :apoyos tablero - derecha.

FRAMENM=5 NL=7 Z=-9.8c NM=5 indica que tenemos 5 tipos de secciones distintas.c NL=7 indica que tenemos 7 tipos de cargas distintas en barras.c Z=-9.8 indica que la gravedad actúa en esa dirección y en el LC=1.

Solución de la Hoja de Prácticas nº 1

PUENTES II

c Tipos de secciones1 SH=I T=1.2,0.8,0.02,0.02 E=2.1E8 G=8.1E7 W=7.85*5.52E-2 TC=1.2E-52 SH=I T=1.1,0.8,0.02,0.02 E=2.1E8 G=8.1E7 W=7.85*5.32E-2 TC=1.2E-53 SH=I T=1,0.8,0.02,0.02 E=2.1E8 G=8.1E7 W=7.85*5.12E-2 TC=1.2E-54 SH=I T=0.4,0.8,0.02,0.02 E=2.1E8 G=8.1E7 W=7.85*3.92E-2 TC=1.2E-55 SH=I T=0.6,0.3,0.01,0.01 E=2.1E8 G=8.1E7 W=7.85*1.18E-2 TC=1.2E-5c Tipos de cargas en barra1 WG=0,0,-10.5 :peso proporcional de losa de hormigón (kN/m) (canto=0.3m, ancho=1.4m).2 WG=0,0,-15 :peso proporcional de losa de hormigon (kN/m) (canto=0.3m, ancho 2m).3 WG=0,0,-5.6 :sobrecarga de uso (kN/m) (ancho=1.4m)4 WG=0,0,-8 :sobrecarga de uso (kN/m) (ancho=2m)5 T=30 :incremento térmico de 30 grados6 PLD=2.5,100 :carga concentrada del tren de cargas7 PLD=1.5,100 :carga concentrada del tren de cargascc Conectividad de las barrascc Tableroc Vano lateral izquierdo1 1 2 M=3,2,2 LP=2,0 NSL=1,3,0,5 11 10 11 NSL=2,4,0,5 G=1,10,9,931 28 29 NSL=2,0,4,5 G=1,10,9,951 46 47 NSL=1,0,3,5 2 2 3 M=2,1,2 NSL=1,3,0,512 11 12 NSL=2,4,0,5 G=1,10,9,932 29 30 NSL=2,0,4,5 G=1,10,9,952 47 48 NSL=1,0,3,5c Vano central3 3 4 M=1 NSL=1,3,0,5 13 12 13 NSL=2,4,0,5 G=1,10,9,933 30 31 NSL=2,0,4,5 G=1,10,9,953 48 49 NSL=1,0,3,5 4 4 5 M=1 NSL=1,3,0,5,6 14 13 14 NSL=2,4,0,5,6,624 22 23 NSL=2,4,0,5,0,634 31 32 NSL=2,0,4,544 40 41 NSL=2,0,4,554 49 50 NSL=1,0,3,55 5 6 M=1 NSL=1,3,0,5,715 14 15 NSL=2,4,0,5,7,725 23 24 NSL=2,4,0,5,0,7


PUENTES II

35 32 33 NSL=2,0,4,545 41 42 NSL=2,0,4,5 55 50 51 NSL=1,0,3,56 6 7 M=1 NSL=1,3,0,516 15 16 NSL=2,4,0,5 G=1,10,9,936 33 34 NSL=2,0,4,5 G=1,10,9,956 51 52 NSL=1,0,3,5 c Vano lateral derecho7 7 8 M=1,2,2 NSL=1,3,0,5 17 16 17 NSL=2,4,0,5 G=1,10,9,937 34 35 NSL=2,0,4,5 G=1,10,9,957 52 53 NSL=1,0,3,5 8 8 9 M=2,3,2 NSL=1,3,0,5 18 17 18 NSL=2,4,0,5 G=1,10,9,938 35 36 NSL=2,0,4,5 G=1,10,9,958 53 54 NSL=1,0,3,5c Pilas9 55 3 M=4,1,2 NSL=0,0,0,5 19 57 12 M=4,1,2 NSL=0,0,0,5 G=4,10,2,910 7 56 M=1,4,2 NSL=0,0,0,5 G=5,10,9,2c Arriostramientos61 2 11 M=5 LP=3,0 NSL=0,0,0,5 G=6,1,1,168 11 20 M=5 NSL=0,0,0,5 G=6,1,1,175 20 29 M=5 NSL=0,0,0,5 G=6,1,1,182 29 38 M=5 NSL=0,0,0,5 G=6,1,1,189 38 47 M=5 NSL=0,0,0,5 G=6,1,1,1

LOADS5 14 9 L=5 F=0,0,-10014 23 9 L=6 F=0,0,-100

DISPLACEMENTS55 U=0,0,-0.03

COMBO1 C=1.35,1.5, 0,0.9,1.5, 0,-5.25 :1.35CP+1.5SC(medio puente,tren en 4,14,5,15)+0.9T2 C=1.35,1.5, 0,0.9, 0,1.5,-5.25 :1.35CP+1.5SC(medio puente,tren en 14,15,24,25)+0.9T3 C=1.35,0.9, 0,1.5,0.9, 0,-4.65 :1.35CP+0.9SC(medio puente,tren en 4,14,5,15)+1.5T4 C=1.35,1.5,1.5,0.9,1.5, 0,-6.75 :1.35CP+1.5SC(todo puente,tren en 4,14,5,15)+0.9T5 C=1.35,0.9,0.9,1.5,0.9, 0,-5.55 :1.35CP+0.9SC(todo puente,tren en 4,14,5,15)+1.5T6 C=1.35,1.5,1.5,0.9,1.5, 0,-5.25 :1.35CP+1.5SC(todo puente,tren en 4,14,5,15)+0.9T+1.5Descenso7 C=1.35,0.9,0.9,1.5,0.9, 0,-4.05 :1.35CP+0.9SC(todo puente,tren en 4,14,5,15)+1.5T+1.5Descenso


PUENTES II

Solución (Sap2000).

Combinación de carga 1:


PUENTES II



PUENTES II



PUENTES II


PUENTES IICombinación de carga 4:







Resultados del nudo 5:


En metros y radianes

4.493E-044.493E-0400000Rz

-0.0029-0.002900000Ry

0.007487.82E-032.84E-046.231E-043.226E-04-0.001946.875E-04Rx

-0.02123-0.027224.60E-04-0.005533.998E-04-6.068E-04-0.00563Uz

-0.01473-0.01368-0.00274-0.00169-0.00276-0.00166-0.00172Uy

-0.00867-0.0086700000Ux

7654321

Combinación de carga

Nudo 5

PUENTES II

PUENTES II• Influencia de articular la cabeza de las pilas

Mf_máx = 1214.72 kN·m Barras 5 y 6 para C1

Mf_mín = -1473.21 kN·m Barras 4 y 7 para C1


SIN ARTICULAR



ARTICULADO


Mf_máx = 4150.09 kN·m Barra 3 para C6

Mf_mín = -2455.47 kN·m Barra 15 para C6


SIN ARTICULAR



ARTICULADO



Sin articular Articulado

PUENTES II• Influencia de inclinar las pilas




PILAS INCLINADAS



PILAS VERTICALES

H=353 kN

H=110 kN

PUENTES II• Influencia de inclinar y articular las pilas






PILAS VERTICALES

H=353 kN

H=0 kN

PILAS INCLINADAS

PUENTES II

CREAR TABLAS DE RESULTADOS

• Tratamiento en EXCEL Nº de combinación y barras que superan |M|=1800 kN·m|N| = 250 kN

• Tratamiento en SAP2000 Nº de combinación y barra donde se produce el máx. flector

HACER SELECCIONES Y OBTENER RESULTADOS

• Tipos de selección

• Hacer grupos

MODIFICACIONES DEL MODELO

• Uso del comando “Interactive Database Editing” Introducir dos combinaciones más y acortar los vanos laterales 2 metros

APLICACIONES DE UTILIDAD

Obtener los movimientos de los nudos del pórtico nº 2 y los esfuerzos de las barras transversales


PUENTES II

EMPLEO DE OFFSET EN BARRAS

- End Offsets and Rigid-end factor

- Offset de barras

APLICACIONES DE UTILIDAD


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