Diseño De Un Puente Peatonal Con Losa Apoyada En Vigas Laterales 4615s

DISEÑO DE UN PUENTE PEATONAL CON LOSA APOYADA EN VIGAS LATERALES

1. MEMORIA DESCRIPTIVA. 1.1. GENERALIDADES. Los puentes peatonales son parte de la infraestructura vial que permite el cruce seguro de los peatones a través de vías donde las velocidades vehiculares no permiten un cruce seguro a nivel. Con estas obras los peatones, teóricamente, no pondrían en riesgo su seguridad y tampoco interferirían con rápido desplazamiento del transporte público y privado, pero lamentablemente esto no siempre es así.

1.2. INTRODUCCIÓN El puente es una estructura que salva un obstáculo, sea río, foso, barranco o vía de comunicación natural o artificial, y que permite el paso de peatones, animales o vehículos. Todos los puentes se basan en modelos naturales, a los que, conforme la tecnología ha ido avanzando, se han incorporado nuevas formas de resolver los mismos problemas. A partir de un tronco derribado sobre un cauce, una piedra desprendida de una ladera o una maraña de lianas y enredaderas tendidas sobre un barranco, que desde siempre han servido para salvar accidentes naturales, se ha montado una ciencia que es parte importante de las aplicaciones de la ingeniería: el proyecto y construcción de puentes. Tipos y materiales. Los puentes pueden clasificarse en tres tipos fundamentales, de vigas rectas, de arco o colgantes, si se atiende exclusivamente a la acción que ejercen sobre el terreno en que se apoyan, que es consecuencia de la forma de trabajo de las estructuras que lo componen. Los materiales empleados en la construcción de puentes han sido sucesivamente la madera, las piedras y las fibras vegetales naturales, que fueron dando paso a los ladrillos, al hormigon,al hierro, al acero, al hormig6n armado y, finalmente, al hormigón pretensado, en la actualidad el que más se emplea, atendiendo a la suma de longitudes de tramos cubiertos. Cada uno de estos materiales tiene características que aconsejan su uso específico. Así, los puentes de vigas rectas, en sus diversas variantes, han pasado de la madera al hierro, al acero, al hormigón armado y recientemente al pretensado, teniendo siempre en cuenta la necesidad de soportar los esfuerzos de flexión y, por tanto, de tracción y compresión que se originan en este tipo de vigas. Frente a esto es que en el presente trabajo elaboraremos el diseño de un puente peatonal con vigas laterales.

DIR: Elaborado por: Antero Reyes Calvay

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1.3. OBJETIVOS. 1.3.1. OBJETIVOS GENERALES. Diseñar un Puente Peatonal con losa apoyada en vigas laterales. Contribuir con el desarrollo de las comunidades de la zona de estudio. 1.3.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS. Reconocer el lugar adecuado para el diseño. Diseñar una viga. Diseñar una losa maciza. Diseñar un muro de contención tipo gravedad. Determinación de la cantidad de acero a utilizar.

1.4. IMPORTANCIA. Los puentes peatonales son importantes para la comunidad ya que haciendo un buen uso de ellos podemos evitar accidentes viales que pueden costarnos la vida; sin embargo aunque están construidos los puentes, en muchos de los casos los peatones no hacen uso de ellos es uno de los grandes problemas que ahora enfrentan los gobiernos locales y nacionales de diversas partes del mundo que no es tanto la contrición de puentes peatonales tan bien es necesario que los s tengan una cultura en valores morales para darle un uso adecuado y poder salvaguardar su propia integridad y así evitar los accidentes que se producen por querer ganarle al tiempo y no utilizar los puentes peatonales. Por lo tanto terminado el proyecto el asentamiento humano “Santo Domingo” podrá hacer uso del puente y poder cruzar con seguridad el canal “San Romualdo” de conducción de aguas para riego con un ancho de 4.8m.

1.5. ALCANCES. El proyecto está elaborado a nivel de los estudiantes del curso de Diseño de Infraestructura de Riego de la facultad de Ingeniería Agrícola (Universidad Nacional Pedro Ruiz Gallo) para ser ejecutado en una proyección a largo plazo cuando se encuentre el financiamiento respectivo.


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2. INFORMACIÓN BÁSICA DE LA ZONA. 2.1. UBICACIÓN. El proyecto de diseño de Puente Peatonal se encuentra ubicado en el asentamiento humano (AAHH) “Santo Domingo”. Específicamente en el canal de san Romualdo. UBICACIÓN DE LA ZONA DE ESTUDIO


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2.2. POBLACIÓN. La población beneficiada está constituida por un promedio de 200 familias ubicadas en el distrito de Lambayeque, AAHH Santo Domingo y con menor escala a otros pobladores que transitan por el lugar.

2.3. VÍAS DE . Se puede acceder a la zona a través de la carretera Panamericana Norte, a en la salida a Piura por medio un camino de mantenimiento que tiene el canal por la margen derecha y por la margen izquierda, por una calle paralela al canal san Romualdo

2.4. CLIMA Y VEGETACIÓN. La zona en estudio presenta un clima cálido. En la zona no existe vegetación muy pronunciada por ser parte del casco urbano del distrito de Lambayeque.

2.5. TOPOGRAFÍA. Presenta una topografía moderadamente plana sin cambios diferenciados que signifique una mayor inversión o una dificultad para fines de la elaboración del proyecto

2.6. BENEFICIARIOS. Con la culminación del proyecto se beneficiara principalmente a los pobladores del asentamiento humano Santo Domingo facilitándoles el y brindándoles mayor y seguridad al cruzar el canal al momento de salir asu trabajo o legar del mismo

2.7. SITUACIÓN ACTUAL DEL PROYECTO. En el lugar de estudio donde se pretende ubicar el Puente Peatonal existe un puente de madera en mal estado lo que hace que peligre la vida de los s tal como se muestra en el anexo (fotos); es por ello que se ha tomado el criterio de construir el puente peatonal en este lugar.


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3. MÉTODOS DE TRABAJO 3.1. TRABAJO DE CAMPO. El trabajo de campo se realizó en dos fases una fase de recolección de información en la cual visitamos otros lugares con la misma problemática pero que al final se determinó el lugar ya antes mencionado y otra de reconocimiento para lo cual se realizaron las siguientes actividades: 

Visita y recorrido del lugar de estudio por parte de todos los integrantes del grupo.



Recopilación de información geológica que nos permitan elaborar los diseños correspondientes.



Estudios del lugar definitivo esta acción consistió en la toma de dimensiones del puente medidas de longitud, ancho y altura del canal que pasa; para dicho diseño.

3.2. TRABAJOS DE GABINETE. Consistió en procesar y ordenar todos los datos de campo, comprendió: 

Diseño de la losa con vigas laterales.



Diseño de vigas laterales lo que para efectos de diseño solo se calculara los valores de una viga debido a la uniformidad de material utilizado.



Diseño del muro de contención.



Calculo de los aceros de refuerzo.



Elaboración de los planos a escala con todos los detalles estructurales.

3.2.1. ALTERNATIVA DE SOLUCIÓN PROPUESTA. DISCUSIÓN Y ANÁLISIS. Al hacer el recorrido, pasando por el asentamiento humano Santo Domingo de observo la necesidad que tienen los pobladores del mencionado lugar para cruzar el canal todos los días, y que existe un gran peligro al utilizar un puente de madera que consta de 0.50m de ancho lo que significa un peligro latente. Y por tal motivo se determinó elaborar un proyecto con todas las condiciones de seguridad al momento del diseño.


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4. REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA. A. PUENTES 1. CLASIFICACIÓN.

La construcción de puentes puede atenerse a modelos muy diversos que se ajustan a los materiales de construcción disponibles, a la longitud de los tramos, a las cargas que hayan de soportarse, a los cimientos, a las condiciones de su erección, a su aspecto estético, a la altura de los ojos, al grado de permanencia y, por último, a las preferencias del proyectista y del propietario.

2. TIPOS DE PUENTES

Los puentes se pueden clasificar en diferentes tipos, de acuerdo a diversos conceptos como el tipo de material utilizado en su construcción, el sistema estructural predominante, el sistema constructivo utilizado, el uso del puente, la ubicación de la calzada en la estructura del puente, etc. a. Según el material empleado Según el material empleado en la construcción del puente pueden ser de:  mampostería  madera  hormigón armado  hormigón pretensado  acero  hierro forjado  compuestos La estructura de un puente no está constituida de un único material, por lo cual, esta clasificación difícilmente se adapta a la realidad. b. Según el obstáculo que salvan Según el obstáculo que salvan los puentes pueden ser:  acueductos: soportan un canal o conductos de agua.  viaductos: puentes construidos sobre terreno seco o en un valle y

formados por un conjunto de tramos cortos.  pasos elevados: puentes que cruzan autopistas, carreteras o vías de tren.  carretera elevada: puente bajo, pavimentado, sobre aguas pantanosas o

en una bahía y formado por muchos tramos cortos.


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 alcantarillas: un puente por debajo del cual transitan las aguas de un río o

quebrada. c. Según el sistema estructural Según el sistema estructural predominante pueden ser:  isostáticos  hiperestáticos

Este tipo de clasificación es cierta si se hacen algún tipo de consideraciones, como por ejemplo: Se denomina "puente isostático" a aquel cuyos tableros son estáticamente independientes uno de otro y, a su vez, independientes, desde el punto de vista de flexión, de los apoyos que los sostienen. Se denomina "puente hiperestático" aquel cuyos tableros son dependientes uno de otro desde el punto de vista estático, pudiendo establecerse o no una dependencia entre los tableros y sus apoyos. d. Según el sistema estructural También según el sistema estructural los puentes se pueden clasificar como:  Puentes en arco o arqueados (el elemento estructural predominante es el

arco, utilizando como material de construcción el acero y que pueden ser estáticos o hiperestáticos). Pueden ser de: tablero superior acero con tímpano de celosía arcadas y de hormigón con tímpano abierto o macizo tablero inferior, discurriendo la calzada entre los arcos, paralelos o no, con diversos tipos de sujeción.  Puentes colgantes. Constan de un tablero suspendido en el aire por dos

grandes cables, que forman sendas catenarias, apoyadas en unas torres construidas sobre las pilas. El tablero puede estar unido al cable por medio de péndolas o de una viga de celosía. Existen diversos puentes colgantes con luces superiores a 100m  Puentes de vigas Gerber (tienen tableros isostáticos apoyados sobre

voladizos de tramos isostáticos o hiperestáticos). e. Según su destino Según su destino los puentes pueden ser:  viaductos


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 para carretera  para ferrocarril  compuestos  acueducto (soporte de tuberías de agua, gas, petróleo, etc.)  pasarelas: pequeños puentes para peatones.

f.

Según el anclaje

Según el anclaje pueden ser:  Puentes fijos: aparecen anclados de forma permanente en las pilas. Dentro

de este tipo están los puentes de placas, cuya armadura es una plancha de hormigón armado o pretensado que salva la distancia entre las pilas. Es una construcción bastante usual en las autopistas.  Puentes móviles: pueden desplazarse en parte para dar paso a

embarcaciones  Puentes de pontones: apoyado sobre soportes flotantes, generalmente

móviles, y se usan poco. g. Según el sistema constructivo Según el sistema constructivo empleado. Está clasificación generalmente se refiere al tablero:  vaciado en sitio: si la colada de concreto se hace sobre un encofrado

dispuesto en el lugar definitivo.  losa de concreto armado o pos-tensado sobre vigas prefabricadas (de

concreto armado o pre-comprimido vigas inetálicas, etc.).  tablero construido por voladizos sucesivos (por dovelas prefabricadas o

vaciadas en sitio); puede ser construido por adición sucesiva de elementos de acero, soldados o empernados.  tablero atirantados  tablero tipo arpa, con doble fila de soporte o una sola fila  tablero lanzado (el tablero se construye en uno de los extremos del vano a

cubrir y se lleva a su sitio deslizándolo sobre rodillos, suplementando el extremo delantero de la estructura con un elemento estructural auxiliar, llamado nariz de lanzamiento) h. Según la ubicación de la calzada Según la ubicación de la calzada los puentes pueden ser:


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 De calzada superior: cuando la estructura portante tablero está ubicada

íntegramente debajo de la calzada.  De calzada inferior: son los tableros cuya estructura portante está ubicada

a los lados de la calzada sobresaliendo de su superficie o que esté ubicada por encima de la misma.  Puentes en esviaje. Se dice que el tablero de un puente tiene "esviaje" o

que está construido en esviaje, cuando la forma en planta del tablero no es rectangular, lo que quiere decir que los apoyos del tablero forman un ángulo distinto a 90º con el eje longitudinal del tablero.  Alcantarillas: son estructuras menores, aunque pueden llegar a alcanzar

cierta importancia en función de circunstancias específicas. Se utilizan como pasos a través de terraplenes, por lo cual quedan enterradas detectándose su presencia por los cabezales que asoman en cada extremo por prolongación de la misma alcantarilla. Se diferencian 4 tipos: Alcantarillas de cajón. formadas por dos paredes laterales, tapa y fondo, generalmente de sección constante y cartelas en las esquinas. Algunas veces no tienen relleno encima por lo cual las cargas rodantes estarán en o con la lo. de tapa; otras veces tienen relleno encima, no mayor de unos 8 mts A menor tamaño del cajón, el relleno puede ser mayor. Alcantarillas circulares. Son tubos enterrados, diámetros no menores de 90 cm, para facilitar Sin limpieza; tubos de diámetros grandes son muy costosos. Bóvedas de concreto armado. Son estructuras que resisten grandes rellenos encima de su techo. Casi siempre formadas por secciones de espesores variables y con geometría de arcos circulares 6 parabólicos. Alcantarillas metálicas. Formadas por chapas acanaladas, de acero galvanizado, pre-moldeadas para formar tubos de diámetro, previsto. Funcionan como estructuras elásticas ó flexibles, por lo cual se adaptan a las presiones del relleno que soportan. i.

Según el fundamento arquitectónico

Según el fundamento arquitectónico utilizado, los puentes pueden ser:  colgantes: con armadura superior y con armadura inferior


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 atirantados: con forma de arpa, con forma de abanico ycon forma de haz  en arco: superior, inferior y a nivel intermedio  móviles: giratorio, basculante y levadizo  losa maciza: un tramo, varios tramos (isostática e hiperestática) y

articulado o gerber.  con vigas simplemente apoyadas: un tramo, varios tramos, articuladas o

gerber, articuladas o gerber con pilas tipo consolas y losa apoyada en vigas cajón  pórticos: empotrados, trilátero biarticulado, con soportes inclinados y de

pórticos triangulados  armadura metálica: armadura y arriostramiento inferior, armadura y

arriostramiento superior, tipo Bayley j.

Otros tipos

 Puentes de vigas simples.  Puentes de vigas compuestas.  Puentes de armadura en celosía.  Puentes continuos.  Puentes cantiléver.  Puentes de elevación vertical.

Puente Peatonal De acuerdo a clasificación vemos que se encuentra en la clasificación según su destino y es llamado también pasarela. Es una estructura que proporciona una vía de paso sobre el agua, una carretera o un valle. Los puentes suelen sustentar un camino, una carretera o una vía férrea, pero también pueden transportar tuberías y líneas de distribución de energía.

B. LA LOSA. Son elementos estructurales bidimensionales, en lo que la tercera dimensión (peralte) es pequeña comparada con las otras dimensiones básicas. Las cargas que actúan sobre las losas son esencialmente perpendiculares al plano principal de la misma, por lo que su comportamiento está dominado por la flexión. Existen diferentes tipos de losas:


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a. Según su proceso contractivo  Maciza, cuando el concreto ocupa todo el espesor de la losa, conjuntamente con el acero.  Aligerada, cuando parte del volumen de la losa es además ocupada por materiales más livianos como el ladrillo hueco (ejemplo: techo aligerado) b. Según su soporte:  Sustentada sobre vigas, cuando la losa está soportada perimetral e interiormente por vigas monolíticas de mayor peralte por vigas de otros materiales independientes integradas a las losas.  Sustentada sobre columnas, (losas planas) que son adecuadas para zonas de alto riesgo sísmico.

c. Según su geometría y tipo de apoyos:  Bidireccionales, si la geometría de la losa y el tipo de apoyo determine que las magnitudes de los esfuerzos en dos direcciones ortogonales sean comparables.  Unidireccionales,

si

los

esfuerzos

de

una

dirección

son

preponderantes sobre los esfuerzos en las dirección ortogonal. Pero análisis de la losa se le considera formada por una serie de vigas adyacente de ancho unitario, altura de espesor de la losa (t) y longitud (1), la distancia entre los apoyos (vigas) Como todas las cargas que actúan sobre las losas deben ser transmitidas a las vigas, se deduce que el acero principal de la losa debe colocarse perpendicular a las vigas. El acero de temperatura, parte constituyente de la losa, se coloca paralela a la posición de la viga.

C. MUROS DE CONTENCIÓN. Se define como muro: “Toda estructura continua que de forma activa o pasiva produce un efecto estabilizador sobre una masa de terreno”. El carácter fundamental de los muros es el de servir de elemento de contención de un terreno, que en unas ocasiones es un terreno natural y en otras un relleno artificial. En la situación anterior, el cuerpo del muro trabaja esencialmente a flexión y la compresión vertical debida a su propio peso es generalmente despreciable.


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Sin embargo, en ocasiones el muro desempeña una segunda misión que es la de transmitir cargas verticales al terreno, desempeñando una función de cimiento. La carga vertical puede venir de una cubierta situada sensiblemente a nivel del terreno o puede ser producida también por uno o varios forjados apoyados sobre el muro y por pilares que apoyan en su coronación transmitiéndole las cargas de los plantas superiores.

1. COMPONENTES.  Puntero: Parte de la base del muro (cimiento) que queda debajo del intradós y no introducida bajo el terreno contenido.  Rastrillo: Parte del cimiento que se introduce en el suelo para ofrecer una mayor sujeción.  Talón: Parte del cimiento opuesta a la puntera, queda por debajo del trasdós y bajo el terreno contenido.  Alzado o cuerpo: Parte del muro que se levanta a partir de los cimientos de este, y que tiene una altura y un grosor determinados en función de la carga a soportar.  Intradós: Superficie externa del alzado.  Trasdós: Superficie interna del alzado, está en o con el terreno contenido.

2. TIPOS GENERALES DE UN MURO DE CONTENSION a.

Muros de gravedad

“Utiliza su propio peso como elemento estabilizador, no estando diseñado para que trabaje a tracción” Son muros de hormigón en masa en los que la resistencia se consigue por su propio peso. Normalmente carecen de cimiento diferenciado, aunque pueden tenerlo. Su ventaja fundamental es que no van armados, con lo cual no aparece en la obra el tajo de la ferralla. Pueden ser interesantes para alturas moderadas, y aun así, sólo si su longitud no es muy grande, pues en caso contrario, y en definitiva siempre que el volumen del muro sea importante, la economía que representan los muros de hormigón armado justifica la aparición del tajo de ferralla.


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b.

Muros de hormigón armado

“Son muros armados interiormente con barras de acero diseñado para poder soportar esfuerzos de tracción”. Tipos: 

Muros de semi-gravedad: Similar al de gravedad pero ligeramente armado.



Muros ménsula o en “L”: En estos muros el momento al vuelco, producido por el empuje de las tierras, es contrarrestado por el peso de las tierras sobre la zapata.

Son los de empleo más corriente y aunque su campo de aplicación depende, lógicamente, de los costes relativos de excavación, hormigón, acero, encofrados y relleno, puede en primera aproximación pensarse que constituyen la solución más económica hasta alturas de 10 ó 12 metros c.

Muros con contrafuertes

Constituyen una solución evolucionada de la anterior, en la que al crecer la altura y por lo tanto los espesores del hormigón, compensa el aligerar las piezas. Esto conduce a ferrilla y encofrados mucho más complicados y a un hormigonado más difícil y por lo tanto mucho más costoso, al manejarse espesores más reducidos. Sin embargo, a partir de los 10 ó 12 m de altura es una solución que debe tantearse para juzgar su interés. Puede tener los contrafuertes en el trasdós o en el intradós: 

Con contrafuerte en el intradós: Consiste en aligerar un muro de gravedad, suprimiendo hormigón en las zonas que colaboran muy poco en el efecto estabilizador.



Con contrafuerte en el trasdós. Su idea es igual al del muro con contrafuerte en el intradós, pero en este caso los contrafuertes son interiores, es decir, no se ven.

La segunda solución es técnica y económicamente mejor, por disponer el alzado en la zona comprimida de la sección en T que se forma. La primera solución, al dejar los contrafuertes vistos produce además, generalmente, una mala sensación estética. d.

Muros con plataforma estabilizadora o de bandejas.

En el trasdós se sitúa una o varias plataformas estabilizadoras (bandejas) que reducen el empuje producido por las tierras y los momentos de pantalla.


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Su concepto es muy diferente del que origina el muro de contrafuertes. Aquí no se trata de resistir el mismo momento flector, aumentando el canto y aligerando la sección, sino de reducir los momentos flectores debidos al relleno mediante los producidos por la carga del propio relleno sobre las bandejas. Su inconveniente fundamental radica en la complejidad de su construcción. Pude resultar una alternativa al muro de contrafuertes para grandes alturas. e.

Muros de bóvedas horizontales

Su filosofía es análoga a la del muro anterior, pero su construcción se remonta más años atrás. f.

Muros prefabricados

“Los muros prefabricados de hormigón son aquellos fabricados total o parcialmente en un proceso industrial mediante elementos de hormigón”. Posteriormente son trasladados a su ubicación final, en donde son instalados o montados, con la posibilidad de incorporar otros elementos prefabricados o ejecutados en la propia obra. 

Muros Prefabricados Empotrados Es el formado por un elemento plano o nervado, continuo o discontinuo, prefabricado de hormigón armado, pretensado o potenzado y empotrado en su base. Trabajan en voladiza con un empotramiento en su base o zapata. Puede considerarse activo, es decir, entra en carga cuando se le aplica el material de relleno. Sus dos funciones principales son el sostenimiento y contención de tierras. La construcción de la zapata requiere una excavación previa, lo que dificulta a este muro tener una función de revestimiento.



Muros de pantalla prefabricada y zapata “in situ” Estos muros se definen como muros de elementos modulares prefabricados de hormigón, de secciones nervadas, colocadas de forma continua, adosadas unos a otros, que empotrados en una zapata realizada “in situ”, constituyen el paramento exterior del muro. La máxima altura que puede alcanzar este tipo de muro varía según el fabricante, no superándose para un muro de contención los 9 metros. Reciben directamente la práctica totalidad de los empujes del terreno. Su canto es variable, aumentando con la altura del muro,


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evitándose de esta forma la necesidad de armadura de corte, siendo el propio hormigón de pantalla el encargado de absorber todo el esfuerzo cortante. 

Muros de pantalla prefabricada con tirante y zapata “in situ” A estos muros los podemos definir como muros de es prefabricados de hormigón, planos o nervados, con un tirante y anclados, ambos elementos a una zapata construida “in situ”. Su utilización más frecuente es en la construcción de muros de contención de alturas considerables. Una degeneración de este muro, modificando la solución de tirante, debido al alto volumen de excavación que requiere, consistente en aplicar una plataforma estabilizadora a media altura, logrando de este modo dos cosas: reducir la excavación requerida y reducir las leyes de empuje, pudiendo alcanzar una altura máxima algo superior.



Muros completamente prefabricados Son muros en donde el y la zapata se han prefabricado conjuntamente formando un solo elemento. Están formados por piezas de hormigón en forma de “L”, donde alzado y zapata forman un cuerpo monolítico, pudiendo su cara vista tener diferentes acabados (hormigón liso, árido visto, imitación piedra, etc.). Existen sistemas en los que la zapata está parcialmente construida, es decir, la pieza lleva la armadura necesaria para terminar de completar la zapata “in situ”.

g.

Muros prefabricados de gravedad

Se entiende por muro prefabricado de gravedad aquel formado por elementos prefabricados, que es estable por su propio peso, sin que existan esfuerzos de tracción en alguno de sus elementos. Los muros de gravedad construidos mediante unidades prefabricadas pueden ser de módulos huecos o de bloques macizos. Sus funciones van a ser tanto de recubrimiento como de sostenimiento o contención de tierras. La anchura de la solera de la base es variable, dependiendo de la altura del muro y de las condiciones de terreno. h.

Muros de bloques prefabricados de hormigón

Son muros realizados mediante la superposición de bloques abiertos, no macizos, unidos entre sí por un mortero de cemento.


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Su uso se limita a muros pequeños y medianos. En algunos casos puede ser necesario armarlos interiormente con barras de acero y hormigón, y unirlos mediante armaduras de espera a la zapata para resistir los momentos que se pueden dar en esta unión, en estos casos los huecos se rellenan con mortero. Es un muro completamente vertical. La altura máxima de este tipo de muros depende de la existencia, o no, de un refuerzo interno de los bloques. Es una situación favorable puede oscilar en torno a los tres metros. La cara vista del bloque puede ser lisa, tosca o con formas geométricas. i.

Muros de tierra reforzada

Se definen como los muros construidos mediante tongadas de material de relleno, colocándose entre éstas elementos que arman el mismo, estando su paramento exterior formado por elementos prefabricados de hormigón. La combinación de las distintas piezas prefabricadas junto con la tierra compactada y las armaduras refuerzo dan como resultado un sistema estructuralmente resistente y estable debido a su gran peso propio. Estos muros pueden estar construidos con bermas, de forma escalonada. La ocupación requerida por este tipo de muro, que va a depender de las características geotécnicas del relleno, es muy superior a la que necesitan los muros de pantalla y contrafuerte. El principal uso de estos muros son los de sostenimiento o contención de tierras.

D. VIGA La viga es una estructura horizontal que puede sostener carga entre dos apoyos sin crear empuje lateral en éstos. En este tipo de estructura se desarrolla compresión en la parte de arriba y tensión en la parte de abajo. La madera y la mayoría de los metales son capaces de resistir ambos tipos de esfuerzo, al igual que el hormigón con refuerzo de acero. Las vigas se pueden clasificar según tengan su alma sólida ("viga de alma llena") o consista ésta total o parcialmente de un entramado diagonal de elementos finos ("viga de celosía"). La celosía se usaba para aligerar las vigas de tramos mayores y reducir su costo en material. Para tramos cortos y viguetas se prefiere al alma llena por su menor costo de ensamblaje.


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E. ANÁLISIS DE LAS CARGAS EN PUENTE Y EN EL MURO Los puentes para uso peatonal y para el paso de bicicletas, las cargas deberán ser diseñadas para una carga viva uniformemente repartida de 5 KN/m 2.

En nuestro diseño del puente peatonal las sobre cargas exceden a los 5 KN/m2 debido a que se considera una sobrecarga en un caso extremo de una moto carguera que pueden tener un peso máximo de 1TN con una área de influencia de 3.42m2 y que hacer la distribución por m2 nos da una sobre carga de 292 kg/m2 la que para efectos del diseño será sumada a la carga peatonal que equivale a 250kg/m2 es así que nuestra losa esta diseñada para soportar una sobrecarga máxima de 5.32 KN/m2 . En el caso del muro los cálculos realizados en el diseño también están afectados por una sobrecarga que parte desde la corona para obtener resultados que brinden una mayor seguridad, es así que se agregó una sobre carga de 900 kg/m la cual está en función a los vehículos que transitan por el lugar de estudio.


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5. INGENIERÍA DEL PROYECTO I.

ESPECIFICACIONES TECNICAS. 1. Para la loza y las vigas 

modo de diseño: esfuerzo de trabajo



losa maciza, rígida con la viga



viga semi empotrada, apoyada en muros de contención



sobre carga peatonal:



pasamano: peso del tubo, 15kg/m



peso vertical por apoyo del peaton:60kg/m



muro tipo gravedad.



Sobrecarga vehicular:



Sobrecarga del concreto para fijar el pasamano:

  ⁄

 

Ancho del puente: 3.10m



Luz libre de viga: 5.60m



Recubrimiento:

losa = 2cm Viga = 4cm

2. Para el muro de contención tipo gravedad 

Desnivel del terreno a contener = 1.60m



Perfil litológico: a 0.20m por debajo de la rasante del canal se observa una capa de grava y arena adecuado para cimentación.



Relleno: Arena fina



Características del relleno: Arena fina ;



y

Características del material de cimentación ;



;

;

;

Características de la estructura: ;


;

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II.

DISEÑO. A. DISEÑO DE LA LOSA. A.1.

Direccionamiento previo. 3.10m

t

h

Dónde: L=L´ LL= luz libre de la losa L´= luz de diseño h= altura de la losa b = ancho de la viga

L´ LL

b

b

De la figura: ⁄

Según el ACI:

⁄ ͌

Sí. Entonces definiendo valores:

Reemplazando los valores en la formula.

A.1.1. Luz de diseño (L´). +2 ⁄

A.1.2. Espesor de la losa (t). ⁄

Según el ACI: ⁄

Por lo tanto asumimos un valor de 3.10m 12cm. 50cm 2.85m 2.60m 25cm


25cm

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A.2.

Metrado de cargas (WL). ⁄

WL

Dónde: PPl =Peso propio de la losa s/c = Sobre cargas

2.85m

⁄

⁄ ⁄ ⁄ ⁄

Remplazando en la fórmula:

A.3.

Calculo de los momentos (M).

M1

M2

WL



𝑴𝒐𝒎𝒆𝒏𝒕𝒐𝒔 𝒏𝒆𝒈𝒂𝒕𝒊𝒗𝒐𝒔 𝒎𝒂𝒙𝒊𝒎𝒐𝒔 𝑀𝑚

L=2.85 m

𝑀

𝑀𝑚

𝑥

𝑀

𝑥

𝑤 𝑙



| -561.81

Diagrama de Momentos flectores

-561.81

0.00 0.211*L

0.211*L

280.9 L=2.85 m


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A.4.

Deflexión (∆). 𝒎 𝒙

𝒘 𝒍𝟒 𝟑𝟖𝟒 𝑬𝒄 𝑰

Dónde: 𝐸𝑐

2.85m

𝐼

Calculamos los valores de Ec y I:

𝛾𝑐

𝑓𝑐

𝑏 𝑡3

√

Reemplazamos los valores en la fórmula:

Según el RNC:

⁄ Verificando:

A.5.

Altura útil (d). Dónde: M=Momento flexionante en Kg/cm b = 100cm, por ser losa K = Coeficiente obtenido de las tablas

√

Entonces para:

y

, se obtiene:

y √

A.5.1. Altura útil definitiva. Espesor Calculado (tc) d

tc r


⁄

Ǿ/2 Página 21


Seleccionamos el diámetro del acero según nuestro criterio. ⁄

Si Entonces:

⁄

Comparando tenemos que: Por lo tanto: En consecuencia el peralte efectivo de la losa será: ( ⁄ (

A.6.

) ⁄

)

Área del refuerzo principal (As).





Según el RNC:

Por lo tanto haciendo la comparación de resultados obtenemos que:

En consecuencia para hacer uso de la tabla n°6 entregada en clase y ajustando los resultados al RNC obtenemos que para:


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A.7.

Espaciamiento (s) y Perímetro (∑).

Como existe acero positivo y negativo los espaciamientos de calculan por separado uno de otro.

A.7.1. Acero negativo. Haciendo uso de la tabla N°5 observamos que para

⁄

una

.

le corresponde S [

⁄

Por lo tanto:

y

y

]

A.7.2. Acero positivo. Al ir a la tabla observamos que el valor obtenido lo se encuentra establecido por lo que aplicaremos la siguiente formula.

Según el RNC:

Por lo tanto en S definitivo será: Ahora:

⁄

En consecuencia para ⁄

y una

le corresponde

[ ]


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A.8.

Chequeo por adherencia (µ).

Le corresponde el caso donde: 2cm ≤ r < 4cm

⁄

⁄

√

Por lo tanto:

A.9.

Longitud de anclaje (La).

A.9.1. Longitud de anclaje mínima según el RNC.

Como: Entonces:

A.9.2. Para barras

de diámetro.

√ Como: Entonces: 

En consecuencia como el RNC establece que entonces la longitud de anclaje definitiva será:


Página 24


A.10. Acero de temperatura (Ast).

⁄

Seleccionamos según nuestro criterio una barra de acero de

De las tablas obtenemos que para un

le corresponde un

. Según el RNC:

En consecuencia para

le corresponde:

[

⁄

]

A.11. Presentación del acero en el plano. La representación y los resultados que se presentaran a continuación están calculados por metro de loza.

Calculamos las prolongaciones A.11.1. Acero Negativo. Todos los cálculos realizados para determinar la prolongación se desarrollaran siguiendo las recomendaciones establecidas por el RNC

Como sabemos que

⁄

Entonces: De acuerdo a las recomendaciones del RNC se prolongaran una distancia d o L/16.


Página 25


⁄ Entonces la prolongación es de 16cm por ser el que no brinda mayor seguridad.

A.11.2. Acero positivo. Se prolongara todas las barras una distancia d o 12 veces el diámetro de la barra del cual se optara por el de mayor longitud para lograr una mayor seguridad.

Entonces la prolongación es de 12cm por ser el que no brinda mayor seguridad.


Página 26


Para un elemento continuo a por lo menos el 25% se prolongara hasta el apoyo incrustándolo por lo menos 15cm

Como:

Entonces se prolongara una barra de 3/8.

Presentación final del Acero vista en perfil


Página 27


B. DISEÑO DE LA VIGA. B.1.

Direccionamiento previo. H = 50cm B = 25cm H

B B.2.

Luz de diseño ( ). 𝑚 𝐿

Dónde para una viga semi empotrada L=L´ LL= luz libre de la viga L´= luz de diseño

𝑚 𝐿

𝑥

𝑚

⁄

B.3.

Metrado de cargas (W). 𝑾𝒗

𝑊𝑣 𝐿

𝑃𝑃𝑣

𝑆 𝐶

𝑚

⁄

⁄

1m

P=

15*3=45kg

60k g

𝑃𝑓 1m

1m

𝑃𝑓

𝑘𝑔⁄𝑚

𝑚

𝑚

𝑘𝑔 𝑚

Entonces: ⁄ ⁄


Página 28


B.4.

Calculo de los momentos (M). M1 𝑾𝒗

𝑀𝑥 X

𝐿

𝑊𝑣

𝐿 𝑥

𝑊

𝑚





Diagrama de momentos flectores 𝑘𝑔

𝑘𝑔

𝐿⁄

𝑚

𝑚

𝐿⁄

𝐿

B.5.

𝑚

Deflexión (∆).

Dónde: 𝐸𝑐 𝐼


𝛾𝑐

𝑓𝑐

𝑏

Página 29

𝑥


Según el RNC:

⁄ Verificando:

B.6.

Altura útil (d). Dónde: M=Momento ilusionante en Kg/cm b = 25cm, ancho de la viga K = Coeficiente obtenido de las tablas

√ Entonces para:

y

, se obtiene:

y √

B.6.1. Altura Definitiva (h). ⁄

Altura calculada (hc)

Seleccionamos el diámetro del acero según nuestro criterio:

Si

⁄ Entonces: ⁄

Comparando tenemos que: Por lo tanto: En consecuencia el peralte efectivo de la losa será: ( ⁄ (


) ⁄

)

Página 30


B.7.

Refuerzo principal (As).





Según el RNC:

Por lo tanto haciendo la comparación de resultados obtenemos que:

Observamos que tanto como el

son mayores que

En consecuencia haciendo uso de la tabla n°6 entregada en clase obtenemos que para:

En consecuencia para:

𝟓⁄ 𝟖

le corresponde:

⁄

⁄ [

]

le corresponde:

⁄

⁄ [

]

𝟑⁄ 𝟒

𝟑⁄ 𝟒

𝟏⁄ 𝟐


Página 31


B.8.

Esfuerzo de adherencia (µ).

Por ser “barra de capa superior” le corresponde:

√

Entonces: 𝑾𝒗

A partir de:

𝑀𝑥 𝐿

X 𝑤 𝑙

𝑚 𝐿⁄

𝐿⁄

𝑉𝑥

𝑊𝑣 𝑊𝑣

𝐿 𝑥 𝐿

𝑊

𝑊 𝑥

𝑤 𝑙

B.8.1. En el extremo simplemente apoyado.

B.8.2. En el extremo rígidamente apoyado.

Por lo tanto haciendo la comparación de resultados obtenemos del se observa:


Página 32

𝑥


B.9.

Longitud de anclaje (La).

B.9.1. Longitud de anclaje mínima según el RNC.

Como: Entonces:

B.9.2. Para barras

de diámetro.

√ Como: Entonces: Por lo tanto la selección final será: 

Utilizando la tabla (1.6)

Obtenemos que para Ǿ=3/4 le corresponde: 27cm + 26cm = 53cm En consecuencia como la selección de anclaje es:

y por ser

barra de capa superior lo afectamos por un coeficiente igual a (1.4).

Entonces la longitud de anclaje definitivo es

B.10. Estribos ( ). 

Verificamos si la viga requiere estribos para ello calculamos el , donde si

teóricamente no requiere

estribos.

√


Página 33


B.10.1. Calculo del a).

En el extremo simplemente apoyado.

b).

En el extremo rígidamente apoyado.

Por lo tanto haciendo la comparación de resultados obtenemos del se observa:

B.10.2. Espaciamiento (Sb) para los estribos. Por ser estribos verticales entonces la formula a utilizar es la siguiente:

Asumimos el diámetro del acero según nuestro criterio: tiene

⁄

que

.

Entonces:

Según el RNC: ⁄ ⁄

Por lo tanto:

⁄ ⁄

Entonces el espaciamiento definitivo es


Página 34




Calculo del diámetro definitivo del acero para los estribos.

Según el RNC. Para

Como

entonces:

Por lo tanto:

En consecuencia el acero definitivo para los estribos es de

⁄

B.10.3. calculo del número de estribos. 𝐿⁄ 𝐿⁄

𝑚

𝑚

a) En el extremo simplemente apoyado:

𝟓⁄ 𝟏 𝟏𝟏𝒄𝒎, 𝟗 𝟐𝟐𝒄𝒎 𝟏𝟔 b) En el extremo rígidamente apoyado: :

𝟓⁄ 𝟏 𝟏𝟏𝒄𝒎, 𝟏𝟓 𝟐𝟐𝒄𝒎 𝟏𝟔


Página 35


B. 11. Presentación del acero en el plano. Teniendo en cuenta todas las recomendaciones establecidas por RNC.

𝑚

𝑚 𝟐 𝟑⁄𝟒

𝟏 𝟑⁄𝟒

𝟏 𝟏⁄𝟐

𝟒 𝟓⁄𝟖

Cálculos para definir la prolongación del acero: 𝐴𝑠

𝑐𝑚

𝐴𝑠

𝑐𝑚

𝐴𝑠

𝑐𝑚

𝑒𝑠 𝑑𝑒

𝑠𝑢 𝑟𝑒𝑎 𝑒𝑠

𝑐𝑚

𝑒𝑠 𝑑𝑒

𝑠𝑢 𝑟𝑒𝑎 𝑒𝑠

𝑐𝑚

a). Primera alternativa: Lo que suman un área de:

b). segunda alternativa: Lo que suman un área de:

⁄ Entonces la prolongación es de

45cm por ser el mayor y

seleccionamos la segunda alternativa por ser más económica.


Página 36


Cálculos:

Elegimos el mayor para obtener una mejor seguridad Entonces la prolongación es de 45cm, para todas las barras.

Para el acero positivo al menos el 25% para el elemento continuo, se prolongara hasta el apoyo incrustándose por lo menos 15cm.

Por lo tanto como 2.85 > 1.52, prolongamos una barra hasta el apoyo rígido e introducimos 15cm como mínimo.


Página 37


Vista en perspectiva de la posición del refuerzo en la viga aplicando las recomendaciones establecidas por el RNC. 𝟓⁄ 𝟖

𝟑⁄ 𝟒

𝟑⁄ 𝟒

𝟏⁄ 𝟐

Pero como vemos que es imposible la ubicación de los estribos es necesario prolongar hacia los apoyos, solo para efecto de ubicar los estribos. Prolongación de fierro negativo

𝟑⁄ 𝟒

𝟓⁄ 𝟖

𝟑⁄ 𝟒

Prolongación de fierro positivo 𝟏⁄ 𝟐

Perspectiva final del puente peatonal.


Página 38


C. DISEÑO DE UN MURO DE CONTENCION TIPO GRAVEDAD. C.1.

Dimensionamiento previo.

C.2.

Chequeo por volcadura.

Para una condición crítica de diseño asumimos

Donde

C.2.1. Cálculo de ;

para los valores de: ;

y

[

√

[


]

√

]

Página 39


[

√

]

Entonces:

En consecuencia:

Ahora calculamos la

N° 1 2 3 4 5 6 7

900 1570 2300 1570 2300 2300

y

0.60 0.35 0.30 0.25 0.35 1.20

W(kg) 1.00 0.75 1.50 1.50 0.75 0.30

.

1 1 1 1 1 1

= = = = = =

∑w


540.00 412.13 1035.00 588.75 603.75 828.00 5089.43 9097.06

X(m) M (Kg.m) 0.900 486.00 0.833 343.30 0.450 465.75 1.075 632.91 0.717 432.89 0.600 496.80 0.450 2290.23 ∑M 5147.88 Página 40


En consecuencia la estructura NO falla por volteo porque:

C.3.

Chequeo por asentamiento.

Una de las condiciones que no se puede dejar pasar en el diseño de un muro tipo gravedad es que el R debe caer en el tercio central de la base. ⁄

Dónde:

𝜎𝑒

Entonces:

𝜎𝑒

𝜎𝑒 𝜎𝑒

𝑤 𝐿 𝑤 𝐿

𝐿

𝑏 𝑏

𝐿

En consecuencia la estructura NO falla por asentamiento porque:


Página 41


C.4.

Chequeo por deslizamiento.

𝟗𝟎𝟎𝒌𝒈 𝒎

𝑤 𝑬𝒂

𝑓

𝟏𝟕𝟖𝟔 𝟑𝟏𝒌𝒈

𝑓𝑐

Para condiciones críticas de diseño En la figura

Entonces:

En consecuencia la estructura NO falla por deslizamiento porque:


Página 42


6. CONCLUSIONES: 

El diseño del puente peatonal se realizó por el método de diseño: Esfuerzo de trabajo.



El diseño de la Losa maciza, rígida con la viga nos arrojó los siguientes resultados: luz de diseño igual a 2.85m y una luz libre de 2.60m; con una longitud de 6.20m; una altura de 0.12m.



El diseño de la Viga semi-empotrada en un muro de contención tipo gravedad, nos arrojó los siguientes resultados: luz libre de 5.6m, luz de diseño igual a 5.9m, con una base de 0.25m y una altura de 0.5m la cual después de todos los análisis requiere un número de estribos de 1@11cm y 9@22cm (extremo simplemente apoyado) y de 1@11cm y 15@22cm (extremo rígidamente apoyado) de Ǿ= 5/16, respetando los criterios establecidos por el RNC.



El diseño del Muro de contención tipo gravedad, de altura igual a 1.80m; fue sometido a los análisis de falla por volcadura, deslizamiento y asentamiento resultando favorable al diseño. Para lo cual se dimensiono de la siguiente manera. Ancho de corona igual a 30cm establecido como mínimo según el RNC, base igual a1.20m espesor del talón igual a 0.30m largo del puntal igual 0.30m respectivamente.



Es muy importante tener en cuenta todas las posibles sobrecargas que pueden afectar la estructura.


Página 43


7. BIBLIOGRAFÍA 

Instituto Tecnológico de Costa Rica. Departamento de Ingeniería Agrícola. “Diseño de Estructuras Hidráulicas”. Máximo Villón.



ACI – PERÚ. “Diseño en Concreto Armado”. Roberto Morales M.



“Muros de Contención”. José Barrios.



“Estructuras Hidráulicas”. P. NOVAK, A.I.B. MOFFAT, C. NALLURI.



“Puentes - Introducción al Diseño de Puentes en Concreto”.


Página 44



Página 45


Fotografías tomando medidas respectivas para el diseño


Página 46



Página 47

Diseño De Un Puente Peatonal Con Losa Apoyada En Vigas Laterales 4615s

Overview 26281t

More details 6y5l6z

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