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Calculations and design specifications for the suspension columns and cables of a suspension bridge. It includes details on the weight of the tubing and accessories, the weight of the cable pendola and principal cable, wind load calculations, and the maximum moment and tension for the service and ultimate loads. The document also includes calculations for the camera of anclaje, the torre de suspension, and the largero.
Typology: Exercises
Uploaded on 10/27/2021
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ANALISIS DE ESTABILDAD
2 var 1/2" VAR. 3/8" 2 var 1/2"
WE= 6.71 Kg/m MCPE (momento por carga permanente del entablado) MCPE=WE*SL^2/ MCPE= 0.0 Kg-cm
MSCE (momento por sobre carga del entablado) MSCE=S/CBE6(1+Fi)SL^2/8 MSCE= 0.0 Kg-cm
Mser=MCPE + MSCE Mser= 0.0 kg-cm
0.0 kg-cm VCPE (cortante por carga permanente del entablado) VCPE=WE*SL/ VCPE= 0.0 Kg
VSCE (cortante por sobre carga del entablado) VSCE=S/CBE6(1+Fi)SL/ VSCE= 0.0 Kg
Vser=VCPE + VSCE^ 0.0^ kg Vser= 0.0 Kg
ESFUERZO A FLEXION => E flex = (^) E flex= Mser/S 0 kg/cm2 < 150.0 kg/cm
ESFUERZO A CORTE => E cort = (^) E cort= Vser/R 0 kg/cm2 < 12.0 kg/cm
b) DISEÑO DEL LARGERO Sección de madera asumida: HL = ALTURA BASE (BL)= (HL)= 53 "" BL = 3.0 m S=BLHL^2/6 S= 204.9 cm R=2BL*HL/3 R= 64.5 cm Peso por unidad de longitud del entablado Peso por unidad de longitud del largero == 0.06.3 kg/mkg/m Peso por unidad de longitud de clavos y otros = 3.0 kg/m Peso por unidad de sobrecarga S/C( 1+ Fi ) = 0.0 kg/m WL= 9.0 kg/m 2m
MCSL (momento por carga de servicio del largero) MCSL=WL*SV^2/ MCSL= 450.0 Kg-cm 450.0 Kg-cm
VCSL (cortante por carga servicio del largero) VCSL=WL*SV/2 9.0 Kg VCSL= 9.0 Kg
ESFUERZOS MAXIMOS ACTUANTES
ESFUERZO A FLEXION => E flex = (^) E flex= Mser/S2.2 kg/cm2 < 150.0 kg/cm
ESFUERZO A CORTE => E cort = (^) E cort= Vser/R0.14 kg/cm2 < 12.0 kg/cm
c) DISEÑO DE VIGUETAS
Sección de madera asumida:
ALTURA (HL)= 6 "^ HL^ = BASE (BL)= 4 " BL = 1.0 m S=BLHL^2/6 S= 393.4 cm R=2BL*HL/3 R= 103.2 cm
Peso por unidad de longitud del entablado Peso por unidad de longitud del largero == (^) #DIV/0!66.0 kg/mkg/m Peso por unidad de longitud de viguetas Peso por unidad de longitud de clavos, pernos y otros = = 10.130.0 kg/mkg/m Peso por unidad de sobrecarga S/C( 1+ Fi ) = 0.0 kg/m WL= #DIV/0! kg/m
MCSL (momento por carga de servicio del largero) MCSL=WL*AP^2/ MCSL= #DIV/0! Kg-cm
#DIV/0! Kg-cm
VCSL (cortante por carga servicio del largero) VCSL=WL*AP/2 #DIV/0! Kg VCSL= #DIV/0! Kg
ESFUERZO A FLEXION => E flex = (^) E flex= Mser/S#DIV/0! kg/cm2 #DIV/0! 150.0 kg/cm
ESFUERZO A CORTE => E cort = (^) E cort= Vser/R#DIV/0! kg/cm2 #DIV/0! 12.0 kg/cm
d) DISEÑO DE PENDOLAS (transversal al transito)
Pulg, 1/4 (^) " Peso (Kg/m) (^) 0.17 Rotura (Ton)2. 3/8 1/2 "" 0.390.69 5.9510. 5/8 3/4 "" 1.071.55 16.223. 1 1/8^1 ""^ 2.753.48^ 40.751.3^ #DIV/0! 1 1/4 " 4.3 63 1 3/8 1 1/2 "" 5.216.19 75.789. 1 5/8 1 3/4 "" 7.268.44 (^104121) 2 " 11 156 SE ADOPTARA: 2 CABLES DE #DIV/0! " TIPO BOA ( 6x19 ) PARA CABLES PRINCIPALES 1 CABLE DE 1/2 " TIPO BOA ( 6x19 ) PARA CABLES Secundarios
H) DISEÑO DE LA CAMARA DE ANCLAJE
con tapas prefabricadas
Capacidad portante admisible del terreno 2 kg/cm2 (verificar in situ) Peso unitario del terreno Pu= 1900 kg/m Calidad del concreto (camara de anclaje) f´c= 175 kg/cm Angulo de friccion interna " & "= 30 ° Angulo de salida del cable principal " o "= 30 ° X1= 2. Tmax.ser*SEN(o) X Tmax.ser= #DIV/0! Ton
Et^ H Tmax.serCOS(o) 0.5 = Y1 H/ q2 Wp (^) q1 Pu.H X= Wpb/2-Tmax,serSEN(o)X1-Tmax,serCOS(o)Y1wp-Tmax,serSEN(o) b =3 X= #DIV/0! e d b/ Et (Empuje del estrato de tierra) Et= P.uH^2prof(Tan(45-&/2))^2 / 2 Et= 0.95 ton Tmax.serSEN(o)= #DIV/0! Ton-m Tmax.serCOS(o)= #DIV/0! Ton-m
F^ c
Wp (peso propio de la camara de anclaje) Wp=P.u concretoHbprof Wp= 20.70 ton b/2= d + e e=b/2-d < b/ d=( suma de momentos)/(suma de fuerzas verticales) d= Wpb/2-Tmax,serSEN(o)X1-Tmax,serCOS(o)Y1 Wp-Tmax.ser*SEN(o) d= #DIV/0! m e (excentricidad de la resultante de fuerzas) e= #DIV/0! #DIV/0! b/3= 1.000 #DIV/0!
q ( presion con que actua la estructura sobre el terreno) q =(suma Fzas. verticales/ Area)(1+ 6 e/ b) q1=[(Wp-Tmax.serSEN(o) )/(bprof)](1+6 e/ b) q1= #DIV/0! #DIV/0! 2 kg/cm q2=[(Wp-Tmax.serSEN(o) )/(bprof)](1-6 e/ b) q2= #DIV/0! #DIV/0! 2 kg/cm
F.S.D (Factor de seguridad al deslizamiento) F.S.D=(Fzas. estabilizadoras/ Fzas.desestabilizadoras) F.S.D=[ (Wp -Tmax.serSEN(o))U ] / [ Tmax.ser*COS(o) ] F.S.D= #DIV/0! #DIV/0! 1.
F.S.V (Factor de seguridad al volteo) F.S.V=(Momentos estabilizadores/ Momentos desestabilizadores) F.S.V= (Wp b/2 )/ ( Tmax.serSEN(o)X1+Tmax.serCOS(o)*Y1) F.S.V= #DIV/0! #DIV/0! 2
I) DISEÑO DE LA TORRE DE SUSPENSION
Factor de importancia U= 1 Factor de suelo S= 1 30°^ o^ o2^ 15° Coeficiente sismico C= 0. Factor de ductilidad Rd= 3 Factor de Zona Z= 0. Angulo de salida del cable torre-camara o= 30 ° Angulo de salida del cable torre-Puente o2= 15 ° (valor de comparacion =arctan(2*Fc/LP)11.31 °
Fs3 =0.1 **Tmax.ser COS(o) Tmax.ser COS(o2) Ht/ Fs2 =0.1 Tmax.serSEN(o) Tmax.ser SEN(o2) Ht/3 Ht= 3. Fs1 = Ht/
q2 q
b = e (^) b/2d
Tmax.serSEN(o2)= #DIV/0! Ton-m Tmax.serCOS(o2)= #DIV/0! Ton-m Tmax.serSEN(o)= #DIV/0! Ton-m Tmax.serCOS(o)= #DIV/0! Ton-m Wp (peso propio de la torre-zapata) Wp=P.u concretovolumen total Wp= 3.34 ton b/2= d + e^ Wz=^ 1.92^ ton e=b/2-d < b/ d=( suma de momentos)/(suma de fuerzas verticales) d (Wzb/2+Wp2b/3+Tmax.serSEN(o2)2b/3+Tmax.serSEN(o)2b/3-[ Tmax.serCOS(o2)-Tmax.serCOS(o) ](H+hz)-Fs3(H+hz)-Fs22(H+hz)/3-Fs1(H+hz)/3) Wp+Wz+Tmax.serSEN(o)+Tmax.serSEN(o2)
d= #DIV/0! m e (excentricidad de la resultante de fuerzas) e= #DIV/0! #DIV/0! b/3= 0.333 #DIV/0! q ( presion con que actua la estructura sobre el terreno) q =(suma Fzas. verticales/ Area)(1+ 6 e/ b) q1=[(Wp+Wz+Tmax.serSEN(o2)+Tmax.serSEN(o) ))/ (bprof)](1+6* e/ b) q1= #DIV/0! #DIV/0! 2 kg/cm
q2=[(Wp+Wz+Tmax.serSEN(o2)+Tmax.serSEN(o) ))/ (bprof)](1-6* e/ b) q2= #DIV/0! #DIV/0! 2 kg/cm
F.S.D (Factor de seguridad al deslizamiento) F.S.D=(Fzas. estabilizadoras/ Fzas.desestabilizadoras) F.S.D= (^) [Tmax.serCOS(o2)- Tmax.serCOS(o) +Fs3+Fs2+Fs1 ][ (Wp+Wz+Tmax.serSEN(o2)+Tmax.serSEN(o))*U ] F.S.D= #DIV/0! #DIV/0! 1. F.S.V (Factor de seguridad al volteo) F.S.V=(Momentos estabilizadores/ Momentos desestabilizadores)
Wp
F.S.V= (^) (Tmax.serCOS(o2)(Ht+hz)-Tmax.serCOS(o)(Ht+hz)+Fs3(Ht+hz)+Fs2(2Ht/3+hz)+Fs1(Ht/3+hz))Wp2b/3+Wzb/2+ Tmax.serSEN(o2)2b/3+Tmax.serSEN(o)2b/
F.S.V= #DIV/0! > 2
Fs3 =0.1 **Tmax.rot COS(o) Tmax.rot COS(o2) Ht/3 0. Fs2 =0.1 **Tmax.rot SEN(o) Tmax.rot SEN(o2) 1.
Ht/3 Ht= 3. Fs1 = Ht/3^ 0. 0.5 A
(por columna y en voladizo) Tmax.rot/columna=1.5Tmax.ser/columna Mu=( Tmax.rotCOS(o2)-Tmax.rotCOS(o))Ht+Fs3Ht+Fs2Ht2/3+Fs1Ht/ Mu= #DIV/0! Ton-m
DISEÑO DE LA COLUMNA A FLEXION 0. MU= #DIV/0! tn-m f 'c= Fy= 4200210 kg/cm2kg/cm2 ¿N° DE CAPAS DE VARILLAS (1 o 2)?= 2 d= b= 30 cm d= 37 cm ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° CORTE A-A w= #DIV/0! &= #DIV/0! < 75&b= 0.016 #DIV/0! As(cm2)= ### cm2 #DIV/0! VARILLAS DE 1 " As,min= 3. As principal(+) = #DIV/0! cm #DIV/0! #DIV/0! var 1"#DIV/0! #DIV/0! 2 var 5/8 " #DIV/0! 2 var #DIV/0!5/8 " #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! var 1" corte #DIV/0! A-A DISEÑO DE LA COLUMNA A COMPRESION Pn(max) [carga axial maxima resistente] Pn(max)=0.80(0.85f¨c(bh-Ast)+Ast*fy) Pn(max)= #DIV/0! Ton
o o o o o
o o o o o
Wp
MU =10%Mu (Momento ultimo de columna) A Mu= #DIV/0! Ton-m
f 'c= Fy= 4200210 kg/cm2kg/cm2 34 cm b= 50 cm
w= #DIV/0! &= #DIV/0! < 75&b= 0.016 #DIV/0! As(cm2)= ### cm2 #DIV/0! VARILLAS DE 5/8 " As principal(+) = #DIV/0! cm
A 2 var 1/2" VAR. 3/8" 1 a .05, 4 a 0.10 , r a 0.20 /e #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! (^) var 5/8" A
( a flexion por metro lineal )
0.8^ p q2 qm q
b =1^ Fs e d b/ p=1m
qm=2*(q1+q2)/ qm= #DIV/0! tn/m
p=1m
Fs=(qm)(2b/3-bc/2)p Fs= #DIV/0! ton Mu=Fs*(2b/3-bc/2)/ Mu= #DIV/0! ton-m
f 'c= Fy= 4200175 kg/cm2kg/cm b= d= 10068 cmcm
w= #DIV/0! &= #DIV/0! < 75&b= 0.01328 #DIV/0! As(cm2)= ### cm2 VAR, 3/4 " @ #DIV/0! cm As principal(+) = #DIV/0! cm
P.U ( peso unitario del terreno) P.U= 1.9 ton/m
Df (altura del estrato de tierra) Df= 1 m
S/Cp (sobrecarga del piso) S/Cp= 0.4 ton/m
&t (capacidad portante admisible del terreno) &t= 20 ton/m
&c (presion sobre la cimentacion) &c = &t - PU*Df - S/Cp &c= 17.7 ton/m
P (peso total que transmite la columna) P=1.5(Tmax.serSEN(o2)+Tmax.serSEN(o)+Wcolumna)/ P= #DIV/0! ton Az (area de la zapata) Az= (2P+Wzapata)/ &c Az= #DIV/0! m
Az.D ( area de zapata adoptada) Az.D= 1 m Az.D= 1 m2 #DIV/0! Az= #DIV/0! m2 #DIV/0!
wt (peso por unidad de longitud del terreno) wt=(2*P)/ancho wt= #DIV/0! ton/m