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PROYECTO PUENTE PEATONAL EN MALECÓN
TURÍSTICO DEL PUERTO DE ENSENADA M.I. Ricardo Sánchez Vergara DICIEMBRE 2014
Memoria de cálculo:
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Tel. (646) 204-78-02; E-Mail: [email protected]
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PROYECTO ESTRUCTURAL
“PUENTE PEATONAL EN MALECÓN TURÍSTICO DEL PUERTO DE ENSENADA
I. ANTECEDENTES
De acuerdo a la solicitud del Ing. Salvador Osorio Orozco se realiza el presente
Proyecto Estructural referente a Puente Peatonal, ubicado en el recinto portuario del
municipio de Ensenada, en el estado de Baja California.
II. DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO
El proyecto es referente a la construcción de puente peatonal de 63m de longitud,
dividido en dos claros, la superficie de acceso peatonal será de 4.40m de ancho y
tendrá una pendiente mínima del 2%,
Localización Satelital
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“PUENTE PEATONAL EN MALECÓN TURÍSTICO DEL PUERTO DE ENSENADA
Geometría del Puente
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“PUENTE PEATONAL EN MALECÓN TURÍSTICO DEL PUERTO DE ENSENADA
III. ESTRUCTURACIÓN
El puente, que será utilizado para tránsito peatonal, constará de losacero formada
por lámina tipo “SteelDeck” y concreto reforzado. La losa descansará sobre vigas
de acero A-992 (fy=3,520 kg/cm²) de sección “W”, separadas equidistantemente
una de otra y conectadas a la losa mediante pernos de cortante.
La estructura principal, que recibirá a las vigas secundarias, se compone por dos
vigas paralelas de acero, de sección tipo “I”, formada por placas de acero A-36
(fy=2,535 kg/cm²). Las vigas se encargarán de resistir las cargas de servicio y
accidentales y, a su vez, transmitirlas a la cimentación.
Las vigas principales serán recibidas por cabezales de concreto reforzado, los
cuales se encargarán de distribuir los esfuerzos de las vigas a la cimentación.
La cimentación se llevará a cabo mediante pilas de concreto coladas en sitio de
sección circular. El refuerzo de las pilas será a base de varilla corrugada con
esfuerzo de fluencia fy=4,200 kg/cm² tanto en armado longitudinal como
transversal.
Las conexiones se elaborarán en base a las condiciones de trabajo más
adecuadas, ya sea conexión simple a cortante o con transmisión de momentos
según se especifique.
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IV. REGLAMENTACIÓN
Para la aplicación de los criterios de análisis de cargas, y el análisis del
comportamiento estructural, se aplicaron los siguientes reglamentos:
Análisis de Cargas
Reglamento de edificaciones de Baja California vigente del 2013;
Normativa SCT, designación N.PRY.CAR.6.01.003
Normativa AASHTO LRFD Bridge Design Specificatios.
Diseño por Sismo
Manual de Diseño de Obras Civiles, Diseño por Sismo de la CFE del 2008.
Normativa SCT, designación N.PRY.CAR.6.01.004
Diseño de elementos de Concreto
Building Code Requirements for Structural Concrete (ACI 318-11),
American Concrete Institute, Committee 318.
Diseño de elementos de Acero
Load and Resistance Factor Design (LRFD AISC Third Edition), Seismic Design
Manual, American Institute of Steel Construction ASCE 7-10.
Normativa AASHTO LRFD Bridge Design Specificatios.
Mecánica de Suelos
La capacidad portante del suelo y la profundidad de desplante de la cimentación, se
tomará de las recomendaciones proporcionadas en el estudio de mecánica de
suelos, elaborada por el laboratorio GEOSERVICIOS.
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V. ESPECIFICACIONES GENERALES
Concretos
Concreto f’c = 300 kg/cm² en Cabezales.
Concreto f’c = 300 kg/cm² en Pilas.
Concreto f’c = 200 kg/cm² en Losa.
Todo el concreto será vibrado evitando segregación.
El agregado máximo del concreto será de ¾”
El revenimiento máximo en el concreto será de 12 cm.
El curado deberá efectuarse inmediatamente después de haberse producido
el fraguado inicial, aproximadamente 3 horas después del colado.
El colado se deberá colocar de manera que no produzca segregación de los
agregados.
Se debe compactar con vibrador mecánico o eléctrico de diámetro adecuado
al espesor del concreto. La intensidad del vibrado será la necesaria para que
fluya el concreto sin segregarse.
Para concretos hechos en obra, el agua de mezclado deberá ser limpia y
cumplir con los requisitos de la norma NMX-C-122. Si contiene sustancias en
solución o suspensión que la enturbien o le produzcan olor o sabor fuera de
lo común, no deberá emplearse.
La resistencia mínima a compreción (f’c) deberá ser mayor o igual a
200kg/cm² (20mPa) para elementos estructurales (losas,trabes, columnas,
cimentación)
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Acero de refuerzo
Acero de refuerzo de resistencia a la fluencia fy = 4200 kg/cm² para varillas
No.3 y superiores. Acero de refuerzo de resistencia a la fluencia fy = 2800
kg/cm² para varillas del No.2. La protección de las varillas con el exterior se
hará con el recubrimiento, el cual será:
Concreto Colado contra el suelo y expuesto permanentemente en el ....... 75 mm
Losas y Muros ............................................................................................. 20 mm
No se permite utilizar acero oxidado o con aceite o con cualquier otro material
que disminuya su adherencia.
Se debe evitar los traslapes de varilla dentro de los nudos, en una zona de un
cuarto del claro (l/4).
Todas las barras deben ser dobladas en frió.
Donde se efectúe un traslape se deberá colocar un estribo extra.
Los estribos serán de acuerdo a planos.
Se define varilla superior al refuerzo horizontal, el cual tiene concreto fresco por
más de 30 cm colocado por debajo de la longitud de empalme o desarrollo.
Para varillas con recubrimiento epóxico y recubrimiento menor que 3 db o
separación libre menor de 6db multiplicar los valores de la tabla por 1.5 y para
otras varillas con recubrimiento epóxico multiplicar por 1.2.
Donde los empalmes se indiquen en varillas de diferente diámetro, la longitud
de desarrollo se tomara basado en la varilla de menor diámetro.
Todas las barras deben ser dobladas en frio.
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La longitud de traslapes y dobleces se dará, en base a los criterios del ACI-318, de
acuerdo con los valores de la siguiente tabla:
VARILLA DE ACERO
VARILLA DE ACERO
LtLd
Lh
TAMAÑO
1414"
38"
12"
58"
34"
1"
114"
112"
200
13
250
12
300
11
350
21 19 17 16
28 25 23 21
35 32 29 27
42 38 35 32
57 51 46 43
71 63 58 53
85 76 69 64
RESISTENCIA DEL CONCRETO (kg/cm²)
LONG.DE DESARROLLO (Ld) CON GANCHO (cm)
Lh
8
11
15
19
23
30
38
46
37
200
33
250
30
300
28
350
56 50 45 42
74 66 61 56
93 83 76 70
111 100 91 84
185 165 151 140
231 207 189 175
278 248 227 210
RESISTENCIA DEL CONCRETO (kg/cm²)
LONGITUD DE TRASLAPE (Lt) (cm)
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Acero Estructural
Acero de Perfiles
El acero estructural en Vigas principales, formados por placa de acero, será
del tipo A-36 con esfuerzo de fluencia de fy= 2,535 kg/cm² ( fy = 36 ksi ).
El acero estructural en elementos de sección “W” será del tipo A-992 con
esfuerzo de fluencia de fy= 3,520 kg/cm² ( fy = 50 ksi ).
El acero estructural en ángulos será del tipo A-36 con esfuerzo de fluencia de
fy= 2,535 kg/cm² ( fy = 36 ksi ).
Especificaciones Generales
La lamina Steel Deck será sección 4 de IMSA o similar de 3” de peralte
calibre 22.
El acero estructural en placas de conexión será del tipo A-36 con esfuerzo de
fluencia de fy= 2,535 kg/cm² ( fy =36 ksi ).
Los tornillos de las conexiones serán del tipo A-325 con esfuerzo nominal a
la tensión de 6,330 kg/cm² (120ksi).
Las anclas indicadas, serán de acero cold rolled, acero de calidad tipo A-36
con esfuerzo de fluencia de fy= 2,535 kg/cm² ( fy =36 ksi ).
Toda la estructura llevara una mano de primer anticorrosivo y dos manos de
pintura alquidalica color según cliente.
Sera responsabilidad del taller y contratista verificar niveles y realizar los
planos de detalle para fabricación.
Toda la pintura que se dañe durante el transporte y el montaje deberá ser
restaurada por el contratista.
Es responsabilidad del contratista el cuantificar en su totalidad la estructura
metálica y agregar placas de conexión, montaje y desperdicios.
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Soldaduras
Las soldaduras indicadas de bisel, tapón o ranura, deberán ser de
penetración completa.
El área a soldarse, deberá estar libre de moho, rebaba, grasa, polvo y
cualquier material extraño que afecte la unión de las piezas a soldarse.
Tamaño de la soldadura, longitud y espaciamiento deben leerse en ese
orden de izquierda a derecha sobre la línea de referencia. ni la orientación
de la línea de referencia ni la localización de la flecha alteran esta regla.
Las soldaduras en los lados cercano y alejado son del mismo tamaño, a
menos que se indique otra cosa. las dimensiones de los filetes deben
mostrarse en ambos lados.
En donde no se indique, el tamaño de la soldadura a emplear será igual al
espesor más pequeño de los elementos a soldar.
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VI. ANÁLISIS ESTRUCTURAL
Para el análisis estructural se utilizó un software comercial de análisis
tridimensional, basado en la teoría de elementos finitos, en el cual se modeló la
estructura en forma tridimensional y se le aplicaron las cargas determinadas en el
análisis de cargas, obteniendo los elementos mecánicos de diseño como son
fuerzas axiales, fuerzas cortantes en las dos direcciones principales, momentos
flexionantes en las dos direcciones principales y momentos torsionantes para cada
elemento estructural.
Modelo Estructural
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VII. ANÁLISIS DE CARGAS GRAVITACIONALES
Carga viva:
La carga viva de servicio se revisó en los diferentes códigos de diseño: Reglamento
de Edificaciones del Estado de Baja California, Normativa AASHTO y Normativa
SCT.
La carga viva máxima presente de acuerdo a la Normativa AASHTO, que resultó
ser la más desfavorable, para puentes peatonales será:vivaW
420 kg/m²
Carga muerta:
Material y sistema constructivo Peso kg/m²
Lámina de 3” 10.00
Capa de Concreto 200.00
Acabado en Pisos 40.00
Reglamento 40.00
Total = 290.00
Carga total :
CMCVPu 2.16.1 420 kg/m²+290 kg/m²
CMCVPu 2.16.1 710.00 kg/m²
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VIII. COMBINACIONES DE CARGA CONSIDERADAS
Las combinaciones de carga de diseño se determinaron en base a la normativa de
la Secretaría de Comunicaciones y Transportes y la Normativa AASHTO para
puentes.
Las Combinaciones incluyen las siguientes acciones:
CM = Carga Muerta
CV= Carga Viva
CE = Carga accidental provocada por sismo
CW = Carga accidental provocada por viento
Las combinaciones de carga, de acuerdo a la normativa SCT, son las siguientes:
i. [1.00(CM)+1.50(CV)]1.30
ii. [1.00(CM)+1.00(CW)]1.30
iii. [1.00(CM)+1.20(CV)+0.30(CW)]1.30
iv. [1.00(CM)+1.00(CW)]1.25
v. [1.00(CM)+1.00(CE)]1.35
Las combinaciones de carga, de acuerdo a la normativa AASHTO, son las
siguientes:
i. 1.25(CM)+1.50(CV)
ii. 1.00(CM)+1.30(CW)
iii. 0.75(CV)
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IX. REVISIÓN DE LOSACERO
De acuerdo a la tabla S4-7 del Manual de diseño de losas compuestas, la carga
admisible para una sección de losa Steel Deck 4 cal. 22 con 5 cm de espesor de
concreto y con conectores de cortante, actuando para un claro máximo de 2.00 m
es igual a 1895.00 kg/m². La carga actuante máxima es de 710.00 kg/m2.
Ya que las cargas máximas esperadas se encuentran por debajo de la admisible, se
propone la utilización de lámina de 3” sección 4, calibre 22, con 5cm de capa de
compresión y reforzada a base de malla electro-soldada 6-6/8-8. Además se
utilizarán conectores de cortante para asegurar la correcta interacción de la viga y la
losa.
Si se utiliza soldadura como medio de fijación se deberá utilizar una rondana con
una perforación de 3/8" al centro y se colocaran en cada valle de la lámina
coincidiendo en el apoyo y se aplicara la soldadura en el centro verificando que se
haya realizado un correcto anclaje con el elemento de soporte.
Tabla S4-7 del Manual de Diseño de Losas Compuestas
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Detalles de Losacero
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X. ANÁLISIS DE CARGAS SÍSMICAS
Donde:
V = Cortante basal
C = Coeficiente sísmico
β = Factor de amortiguamiento
W = Peso sísmico efectivo estático
Q' = Ductilidad reducida
R = Reducción por sobrerresistencia
ρ = Factor por redundancia
Cálculo del coeficiente sísmico
Donde:
a' = Aceleración reducida
a = Aceleración espectral
β = Factor de amortiguamiento
R = Reducción por sobrerresistencia
ρ = Factor por redundancia
ao= Aceleración máxima del terreno
Fr = Factor de respuesta
Fs = Factor de sitio
aor = Aceleración máxima del terreno rocoso
Para la determinación de las fuerzas sísmicas se empleará el método estático
establecido en el Manual de Diseño de Obras Civiles de CFE del 2008.
De acuerdo al reglamento de diseño de CFE, la aceleración espectral reducida
utilizada, se obtiene de la siguiente manera:
𝑽 =𝑪 𝜷 𝑾
𝑸′𝑹 𝝆
𝑪 = 𝒂 = 𝒂𝟎𝑭𝒓
𝒂′ = 𝒂 (𝜷)
𝑹 (𝝆)
𝒂𝟎 =𝑭𝒔 𝒂𝟎
𝒓
𝟓.𝟓
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“PUENTE PEATONAL EN MALECÓN TURÍSTICO DEL PUERTO DE ENSENADA
Fs = 1.00
a0r = 0.141
Fr = 2.5
β = 1
K = 1.5
1.00 0.776
C = a = 0.141 g 2.5 = 0.353 g
Utilizando el programa "PRODISIS v2.3", tenemos que para la zona de Ensenada, Baja
California, la aceleración máxima en el espectro de respuesta "B" es de :
a0 = = 0.141 g5.5
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“PUENTE PEATONAL EN MALECÓN TURÍSTICO DEL PUERTO DE ENSENADA
La reducción por sobrerresistencia se obtendrá:
Te = 0.40 s
Ta = 0.10 s
Q = 3.0
Ro = 2
R = 1.25
El factor de redundancia se tomará como:
ρx = 1
ρy = 0.8
Así, la aceleración reducida se obtendrá de la siguiente manera:
a' x= 0.353 1 a' x = 0.282
1.25 1
a' y= 0.353 1 a' y = 0.353
1.25 0.80
Por lo tanto, el coeficiente sísmico reducido para la direccion "X" y "Y" es:
Cx = 0.282
Cy = 0.353
si Te ≤ Ta
si Te > Ta
𝑹 = 𝑹𝒐+ 𝟎.𝟓 𝟏− 𝑻𝒆
𝑻𝒂
𝑹 = 𝑹𝒐
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Cálculo del factor reductor por ductilidad Q'
Q' = Ductilidad reducida
Q = Factor de comportamiento sísmico
si: Te < Tb β = Factor de amortiguamiento
K = Parámetro de control de espectro
Te = Periodo estructural
Tb =
si: Te > Tb
Te = 0.40 s
Tb = 0.60 s
Por lo tanto:
Q' = 1 + 3.0 -1 1 0.40
1.5 0.60
Q' = 2.09
Para cualquier tipo de estructura, el factor por ductilidad se obtendrá de la
siguiente manera:
Límite superior de la meseta
del espectro de diseño
En el diseño sísmico de estructuras que no satisfagan las condiciones de
regularidad especificadas, el factor reductor por ductilidad Q', se multiplicará por
el factor α indicado en la tabla 3.1 a fin de obtener las fuerzas sísmicas
reducidas por ductilidad. Sin embargo, en ningún caso Q' se tomará menor que
la unidad.
𝑸′ = 𝟏+ (𝑸 − 𝟏) 𝜷
𝑲 𝑻𝒆
𝑻𝒃
𝑸′ = 𝟏 + (𝑸 − 𝟏) 𝜷
𝑲
1/2
α = 0.8 Q' = 1.67
0.9Cuando no se cumpla una condición de regularidad
enumeradas del 1 al 9 en la sección 3.3.2.1
0.8
Cuando no se cumplan dos o más condiciones de
regularidas, o no se cumpla con la condición de 10 u
11 de regulardidad de la sección 3.3.2.1
0.7 Estructuras fuertemente irregulares
Factor correctivo α Tipo de irregularidad
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Revisión de Coeficiente Sísmico
Alternativamente, se revisará el coeficiente sísmico en base a la normativa SCT,
designación N.PRY.CAR.6.01.004.
Por lo que para el análisis sísmico se utilizará un coeficiente sísmico C=0.50, de
acuerdo a la normativa SCT, designación N.PRY.CAR.6.01.004.
Clasificación de la Estructura: B
Tipo de Suelo: II
Zona Sísmica: C
Valores característicos del espectro sísmico para estructuras tipo B
Zona
Sísmica
Tipo
Sueloao c Ta Tb
I 0.02 0.08 0.20 0.60
II 0.04 0.16 0.30 1.50
III 0.05 0.20 0.60 2.90
I 0.04 0.14 0.20 0.60
II 0.08 0.30 0.30 1.50
III 0.10 0.36 0.60 2.90
I 0.09 0.36 0.20 0.60
II 0.13 0.50 0.30 1.40
III 0.16 0.64 0.60 1.90
C
A
B
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Desplazamientos Relativos
Desplazamientos en x-x
De acuerdo al Análisis Sísmico, estipulado en el Manual CFE 2008
Qx= Rx= ρx= Δax= hsx
De acuerdo al Análisis Estructural realizado:
*Todos los desplazamientos de entrepiso están controlados en el sentido "X"
Desplazamientos en y-y
De acuerdo al Análisis Sísmico, estipulado en el Manual CFE 2008
QY= RY= ρY= Δay= hsx
De acuerdo al Análisis Estructural realizado:
*Todos los desplazamientos de entrepiso están controlados en el sentido "Y"
Nivel 3.80 0.000 0.000 2.67 0.0000 0.0300 0
Distorsion
Permisible
Altura
(cm)
Nivel 8.78 0.370 0.370 2.67 0.0020 0.0300 498
Nivel δy (cm) δye (cm) QRρ Distorsion
1.67 2 0.8 0.0300
0.0300 0
Altura
(cm)
Nivel 8.78 0.080 0.080 3.34 0.0005 0.0300 498
Nivel 3.80 0.000 0.000 3.34 0.0000
1.67 2 1.0 0.0300
Nivel δx (cm) δxe (cm) QRρ DistorsionDistorsion
Permisible
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XI. ANÁLISIS DE CARGAS POR VIENTO
Se calculará mediante: VD = FTR FRZ VR
Donde:
VD = Velocidad básica de diseño
FTR=
FRZ =
Para obtener FRZ :
FRZ = si z ≤ 10
FRZ = si 10 ˂ z < δ
FRZ = si z ≥ δ
((10/δ) α)1.56
El análisis de viento considerado, se estipula en la Norma N-PRY-CAR-6-01-004/01 para
proyectos de puentes y estructuras de la Secretaría de Comunicaciones y Transportes .
"La velocidad básica de diseño, VD, es la velocidad a partir de la cual se calculan los efectos del
viento sobre la estructura o sobre un componente de la misma"
Factor correctivo de acuerdo a condiciones locales de topografia y rugosidad de terreno.
Factor que toma en cuenta el efecto de las características de exposición local
(velocidad y altura).
𝑐 𝑧
10 𝛼
𝑐 𝛿
10 𝛼
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“PUENTE PEATONAL EN MALECÓN TURÍSTICO DEL PUERTO DE ENSENADA
Categoría del terreno: 1 α= δ=
Altura de edificación: Z= FRZ =
VR =
FTR=
Las variables α, δ y c están en función de la rugosidad del terreno, los valores
recomendados se presentan en la sigueinte tabla.
0.099 245 m
140 km/h
1.00
La velocidad regional en km/h. Se tomará en base a los mapas de Isotacas de la Norma de
SCT
1.50 m 1.137
𝑐 𝛿
10 𝛼
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PROYECTO ESTRUCTURAL
“PUENTE PEATONAL EN MALECÓN TURÍSTICO DEL PUERTO DE ENSENADA
Por lo tanto la velocidad básica de diseño será: VD =
Presión dinámica de base, qz.
qz = 0.0049 G VD²
donde :
qz = Presión dinámica de base a una altura z sobe el nivel de terreno.
G = Factor de corrección por temperatura y por altura con respecto al nivel del mar.
VD = Velocidad básica de diseño
hm = 1.5 m
G =
La presion dinamica es:
qz =
Presión actuante de base, pz.
pz = Cp qz
pz = Presión actuante altura z sobe el nivel de terreno.
Cp = Coeficiente de Presion Cp = 2
Pz =
159.12 km/h
248.08 kg/m²
124.04 kg/m²
1.00
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PROYECTO ESTRUCTURAL
“PUENTE PEATONAL EN MALECÓN TURÍSTICO DEL PUERTO DE ENSENADA
XII. REVISIÓN DE EFECTOS DE TEMPERATURA
Los efectos de temperatura se evaluarán en base a la Normativa SCT, Designación
N.PRY.CAR.6.01.003, descrita a continuación.
Debido a las condiciones de apoyo de la estructura (siendo vigas simplemente
apoyadas) los cambios del tamaño se los elementos, provocados por los cambios
de temperatura, no provocarán esfuerzos a los elementos de apoyo, por lo que
dichos efectos no se tomarán en cuenta para el análisis.
Para estructuras de concreto o acero con losa calzada de concreto, adicionalmente
a los efectos por variación de temperatura, se calculan los efectos por variación del
gradiente térmico.
El gradiente térmico varía en función de la profundidad de la fibra, en la que los
gradientes en la superficie de la superestructura (T1), a diez centímetros de
profundidad (T2) y en su lecho inferior (T3),
valen:
En climas moderados: T1=23°c y T2=6°c
En climas extremosos: T1=30°c y T2=8°c
El valor de T3=0°c, a menos que se realice
un estudio específico en el sitio para
determinarlo, pero no debe exceder de tres
grados Celsius.
Para este caso, los gradientes a utilizar serán los correspondientes a clima
moderado. Dichas acciones se asignarán durante el proceso de análisis estructural
y serán evaluados de acuerdo a las combinaciones de carga.
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“PUENTE PEATONAL EN MALECÓN TURÍSTICO DEL PUERTO DE ENSENADA
XIII. DISEÑO DE VIGA SECUNDARIA W14X22
Propiedades de la Sección
Sección a revisar: 22 Condiciones de Apoyo:
Longitud Total de la Viga:
d= Ix= Iy= J=
tw= Sx= Sy= Cw=
bf= rx= ry=
tf= Zx= Zy= C=
b f/2t f= r ts= Fr= G=
h/tw= ho= E= Fy=
Datos de diseño
Diagrama de Momentos Flexionantes
Momento Máximo Actuante Mu= Mu=
Momento actuando a 1/4 del claro Ma= Ma=
Momento actuando a 1/2 del claro Mb= Mb=
Momento actuando a 3/4 del claro Mc= Mc=
Longitud no Arriostrada del Claro: Lb= Lb=0.60 m 1.97 ft
36.40 kg.m 0.26 klb.ft
4854.15 kg.m 35.11 klb.ft
36.40 kg.m 0.26 klb.ft
53.30 13.40in 29000ksi 50ksi
4854.15 kg.m 35.11 klb.ft
0.335in 33.20 in³ 4.39 in³ 1.00in
7.46 1.27in 10ksi 11200ksi
0.23in 29.00 in4 2.80 in³ 314.00 in4
5.00in 5.54in 1.04in
W14x Simplemente apoyada
4.00 m
13.70in 199.00 in4 7.00 in4 0.21 in4
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PROYECTO ESTRUCTURAL
“PUENTE PEATONAL EN MALECÓN TURÍSTICO DEL PUERTO DE ENSENADA
Determinación de la Compacidad de la Sección
λ= Relación de Ancho-Espesor
λp= Límite superior para Categoría "Sección Compacta"
λr= Límite superior para Categoría "Sección No Compacta"
Revisión de Patines
= = λ < λp =
Revisión del Alma
= = λ < λp =
Por lo tanto es una sección Compacta
Determinación de Límites Lp y Lr
53.30 90.51 137.18
Para calcular la resistencia por flexión, se debe tomar en cuenta los tres tipos de falla
en la viga: Pandeo Lateral Torcional (PLT), Pandeo Local del Patin y Pandeo del Alma,
tanto elástica como inelásticamente.
Pandeo
Plástico
PLT
Inelástico
PLT
elástico
7.46 9.19 22.29
𝑦
𝑦
𝑦 −
𝑦
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“PUENTE PEATONAL EN MALECÓN TURÍSTICO DEL PUERTO DE ENSENADA
Lp= Lp=
L'p=
Lp= > Lb=
Lr=
Mr=
Mr=
My= <1.50
Determinación de Momentos Resistentes
Momento Resistente en Zona de Pandeo Plástico (L b<Lp)
Mp= Mp=
Mp=
M'p=
Momento Resistente en Zona PLT Inelástico (L p<Lb<Lr)
Cumpliento con la Condición:
Donde:
Siendo Cb:
Cb=
176.90klb.ft
1.00
76.13klb.ft
10.53ton.m
1.1448
124.50klb.ft 124.50klb.ft
17.22ton.m
44.08in 44.08in
-43.71in
44.08in 23.62in
125.13in
𝑦
𝑦
Mn − −
M 𝑦 𝑥
𝑐
Mn
− −
−
− − −
−
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PROYECTO ESTRUCTURAL
“PUENTE PEATONAL EN MALECÓN TURÍSTICO DEL PUERTO DE ENSENADA
Momento Resistente en Zona PLT Elástico (Lb>Lr)
Diagrama de Resistencia a Flexión de la Viga
Ya que el momento máximo actuante "Mu", se encuentra por debajo de la envolvente "Mn", la
sección es satisfactoria por flexión.
Mn
0.00ton.m
2.00ton.m
4.00ton.m
6.00ton.m
8.00ton.m
10.00ton.m
12.00ton.m
14.00ton.m
16.00ton.m
18.00ton.m
20.00ton.m
0.00
m
1.00
m
2.00
m
3.00
m
4.00
m
5.00
m
6.00
m
Mu
Mr
Lp
Lr
Mu 4.85ton.m
10.53ton.m
1.12m
3.18m
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PROYECTO ESTRUCTURAL
“PUENTE PEATONAL EN MALECÓN TURÍSTICO DEL PUERTO DE ENSENADA
REVISIÓN DEL CORTANTE RESISTENTE DE LA SECCIÓN
Diagrama de Fuerza Cortante
Cortante Máximo Actuante Vu= Vu=
Para considerar la sección como satisfactoria, es necesario cuimplir con al condición
Dónde:
Vu= Cortante Crítico Actuante en la viga
φ= Factor igual a 0.90
Vn= Cortante Resistente de la Sección
1er Caso. No hay acciónes de Pandeo
El primero caso se dará cuando se cumpla con la relación:
Donde Aw es el área del alma del perfil
2do Caso. Se presenta Pandeo Inelástico en el Alma
3er Caso. Se presenta Pandeo Elástico en el Alma
4.85 Ton 10.69 klb
𝑦
𝑦
𝑦
𝑦
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32 M.I. Ricardo Sánchez Vergara
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PROYECTO ESTRUCTURAL
“PUENTE PEATONAL EN MALECÓN TURÍSTICO DEL PUERTO DE ENSENADA
= =
Por lo que para la sección 22 Caso 2
Vn= =
Vu= <
Ya que se cumple con la condición de resistencia, la sección es satisfactoria por cortante.
ANÁLISIS DE DEFLEXIONES
Deflexión máxima actuante de acuerdo al análisis estructural:
∆D=
∆L=
Por lo tanto la seccion cumple por deflexiones bajo cargas gravitacionales
1.33cm
∆1= 0.28cm < 1.67cm0.12cm
0.16cm∆2= 0.16cm <
Deflexión máxima permitida de acuerdo al American Institute of Steel Construction (AISC), para
carga viva de servicio:
∆2=L
=4.00m
= 1.33cm300 300
4.85 Ton 40.72 Ton
Deflexión máxima permitida de acuerdo al Reglamento de Edificaciones del Estado de Baja
California, para cargas gravitacionales:
∆1=L
=4.00m
= 1.67cm240 240
8.36 73.96
W14x 53.30
99.71 klb 45.24ton
𝑦
𝑦
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“PUENTE PEATONAL EN MALECÓN TURÍSTICO DEL PUERTO DE ENSENADA
XIV. DISEÑO DE VIGA PRINCIPAL V-01
Propiedades de la Sección
Sección a revisar: Viga V-01 Condiciones de Apoyo:
Longitud Total de la Viga:
d= Ix= Iy= J=
tw= Sx= Sy= Cw=
bf= rx= ry=
tf= Zx= Zy= C=
bf/2t f= r ts= Fr= G=
h/tw= ho= E= Fy=
Datos de diseño
Diagrama de Momentos Flexionantes
Momento Máximo Actuante Mu= Mu=
Momento actuando a 1/4 del claro Ma= Ma=
Momento actuando a 1/2 del claro Mb= Mb=
Momento actuando a 3/4 del claro Mc= Mc=
Longitud no Arriostrada del Claro: Lb= Lb=
0.63in 834.47 in4 72.37 in³ 328227.84 in4
16.00in 18.76in 3.19in
Continua
32.00 m
49.75in 19711.86 in4 569.84 in4 10.45 in4
79.60 48.00in 29000ksi 36ksi
325763 kg.m 2356.26 klb.ft
0.875in 962.17 in³ 112.83 in³ 1.00in
7.00 4.08in 10ksi 11200ksi
6.00 m 19.69 ft
158235 kg.m 1144.52 klb.ft
163911 kg.m 1185.58 klb.ft
22695 kg.m 164.16 klb.ft
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PROYECTO ESTRUCTURAL
“PUENTE PEATONAL EN MALECÓN TURÍSTICO DEL PUERTO DE ENSENADA
Determinación de la Compacidad de la Sección
λ= Relación de Ancho-Espesor
λp= Límite superior para Categoría "Sección Compacta"
λr= Límite superior para Categoría "Sección No Compacta"
Revisión de Patines
= = λ < λp =
Revisión del Alma
= = λ < λp =
Por lo tanto es una sección Compacta
Determinación de Límites Lp y Lr
7.00 10.83 27.65
79.60 106.67 161.67
Para calcular la resistencia por flexión, se debe tomar en cuenta los tres tipos de falla en
la viga: Pandeo Lateral Torcional (PLT), Pandeo Local del Patin y Pandeo del Alma, tanto
elástica como inelásticamente.
Pandeo
Plástico
PLT
Inelástico
PLT
elástico
𝑦
𝑦
𝑦 −
𝑦
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“PUENTE PEATONAL EN MALECÓN TURÍSTICO DEL PUERTO DE ENSENADA
Lp= Lp=
L'p=
Lp= < Lb=
Lr=
Mr=
Mr=
My= <1.50
Determinación de Momentos Resistentes
Momento Resistente en Zona de Pandeo Plástico (Lb<Lp)
Mp= Mp=
Mp=
M'p=
Momento Resistente en Zona PLT Inelástico (Lp<Lb<Lr)
Cumpliento con la Condición:
Donde:
Siendo Cb:
Cb=
159.35in 159.35in
-74.15in
159.35in 236.22in
460.67in
1577.15klb.ft
218.17ton.m
1.15303
2597.86klb.ft 2597.86klb.ft
359.36ton.m
3388.82klb.ft
2.02
𝑦
𝑦
Mn − −
M 𝑦 𝑥
𝑐
Mn
− −
−
− − −
−
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PROYECTO ESTRUCTURAL
“PUENTE PEATONAL EN MALECÓN TURÍSTICO DEL PUERTO DE ENSENADA
Momento Resistente en Zona PLT Elástico (Lb>Lr)
Diagrama de Resistencia a Flexión de la Viga
Ya que el momento máximo actuante "Mu", se encuentra por debajo de la envolvente "Mn", la
sección es satisfactoria por flexión.
Mn
0.00ton.m
50.00ton.m
100.00ton.m
150.00ton.m
200.00ton.m
250.00ton.m
300.00ton.m
350.00ton.m
400.00ton.m
0.00
m
5.00
m
10.0
0m
15.0
0m
20.0
0m
25.0
0m
30.0
0m
35.0
0m
40.0
0m
45.0
0m
Mu
Mr
Lp
Lr
Mu 325.76ton.m
218.17ton.
4.05m
11.70m
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PROYECTO ESTRUCTURAL
“PUENTE PEATONAL EN MALECÓN TURÍSTICO DEL PUERTO DE ENSENADA
REVISIÓN DEL CORTANTE RESISTENTE DE LA SECCIÓN
Diagrama de Fuerza Cortante
Cortante Máximo Actuante Vu= Vu=
Para considerar la sección como satisfactoria, es necesario cuimplir con al condición
Dónde:
Vu= Cortante Crítico Actuante en la viga
φ= Factor igual a 0.90
Vn= Cortante Resistente de la Sección
1er Caso. No hay acciónes de Pandeo
El primero caso se dará cuando se cumpla con la relación:
Donde Aw es el área del alma del perfil
2do Caso. Se presenta Pandeo Inelástico en el Alma
3er Caso. Se presenta Pandeo Elástico en el Alma
52.24 Ton 115.14 klb
𝑦
𝑦
𝑦
𝑦
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PROYECTO ESTRUCTURAL
“PUENTE PEATONAL EN MALECÓN TURÍSTICO DEL PUERTO DE ENSENADA
= =
Por lo que para la sección 0 Caso 2
Vn= =
Vu= <
Ya que se cumple con la condición de resistencia, la sección es satisfactoria por cortante.
ANÁLISIS DE DEFLEXIONES
Deflexión máxima actuante de acuerdo al análisis estructural:
∆D=
∆L=
Por lo tanto la seccion cumple por deflexiones bajo cargas gravitacionales
10.67cm
∆1= 3.15cm < 3.20cm2.95cm
3.15cm∆2= 3.15cm <
Deflexión máxima permitida de acuerdo al American Institute of Steel Construction (AISC), para
carga viva de servicio:
∆2=L
=32.00m
= 10.67cm300 300
52.24 Ton 231.59 Ton
Deflexión máxima permitida de acuerdo al Codigo AASHTO, para carga viva de servicio:
∆1=L
=32.00m
= 3.20cm1000 1000
11.611 87.17
Viga V-01 79.60
567.14 klb 257.32ton
𝑦
𝑦
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PROYECTO ESTRUCTURAL
“PUENTE PEATONAL EN MALECÓN TURÍSTICO DEL PUERTO DE ENSENADA
Detalles de Vigas de Acero
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40 M.I. Ricardo Sánchez Vergara
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PROYECTO ESTRUCTURAL
“PUENTE PEATONAL EN MALECÓN TURÍSTICO DEL PUERTO DE ENSENADA
XV. DISEÑO DE CONEXIONES
Conexión de Continuidad en Viga Principal
Datos de la Conexión
Viga :
22
tw=
t f=
d=
bf=
Sx=
Cortante: Ru=
Momento: Mu=
Revisión del Esfuerzo a Flexión Admisible de la Viga
(Considerando dos hileras de tornillos en los patines)
= = =
; Yt=
= φmn= >3495.97 kips-ft 1178.13 kips-ft
Por lo tanto el esfuerzo nominal a flexión (Mn), en la ubicación de los barrenos, en el patín a
tensión será:
W12x
49.75in
0.625in
834.47 in4
115.16 kips
1.000.76923
(16.00in) 0.875in 14.00 in²
< 0.80
0.875in
3884.41 kips-ft
1178.13 kips-ft
De acuerdo al análisis de cargas, los esfuerzos
críticos presentes en la conexión son:
16.00in
700.00 kips
12.03 in²
>782.03 kips
−
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PROYECTO ESTRUCTURAL
“PUENTE PEATONAL EN MALECÓN TURÍSTICO DEL PUERTO DE ENSENADA
Diseño de Conexión a Cortante
Datos de la Placa de Cortante:
L= Leh= n= 11
B= Lev= t=
Fy= Fu= φ=
Esfuerzo Cortante de Tornilos
(De la tabla 7-1) φRn=
φRnt= >
Revisión de Tornillos por Aplastamiento
(De la tabla 7-5) φRn=
11
>
El tamaño de la placa estará dado de acuerdo al número de tornillos, diámetro de los mismos y
longitudes Leh y Lev (Tabla 10-9 AISC)
78.30 kips/bolt
78.30 kips/bolt
(0.500'')
430.7 kips/bolt 115.16 kips
1.50''
3.00''19.50''
3.00''
0.750''
0.500''
36ksi 58ksi
15.90 kips/bolt
174.90 kips 115.16 kips
0.0''
3.0''
6.0''
9.0''
12.0''
15.0''
18.0''
21.0''
24.0''
27.0''
30.0''
33.0''
36.0''
39.0''
0 3 6
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PROYECTO ESTRUCTURAL
“PUENTE PEATONAL EN MALECÓN TURÍSTICO DEL PUERTO DE ENSENADA
Diseño de la Conexión a Momento
Datos de la Placa de Momento:
L= Leh= n= 12
B= Lev= t=
Fy= Fu= φ=
Diseño de Tornillos
Cortante resistente: >
Determinación de Esfuerzo de Cortante Crítico
Por cortante: φRn= (De la tabla 7-1)
Por aplastamiento en patín: φRn= (De la tabla 7-6)
Por aplastamiento en placa: φRn= (De la tabla 7-5)
Revisión de Fluencia en Placa a Momento
=
Revisión de Ruptura en Placa a Momento
Ag= =
φPn= =(0.75) 449.50 kips 337.13 kips > 278.57 kips
324.00 kips 278.57 kips>
8.50in² 7.75in²
101.00 kips/bolt
284.17 kips351.60 kips
284.17 kips
29.30 kips/bolt
75.16 kips/bolt
(1178 kips-ft) (12in/ft)
49.75in=
El tamaño de la placa estará dado de acuerdo al número de tornillos, diámetro de los mismos y
longitudes Leh y Lev (Tabla 10-9 AISC)
21.00'' 2.00''
10.00'' 3.00'' 1.000''
36ksi 58ksi 1.000''
0.0''
3.0''
6.0''
9.0''
12.0''
15.0''
18.0''
21.0''
0 2 4 6 8 10
−
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PROYECTO ESTRUCTURAL
“PUENTE PEATONAL EN MALECÓN TURÍSTICO DEL PUERTO DE ENSENADA
Revisión de Ruptura por Cortante en Placa a Momento
Componente de Tensión: (De la tabla 9-3a)
Componente de Cortante: (De la tabla 9-3b)
Componente de Ruptura: (De la tabla 9-3b)
φRn= (2) =
Determinación del Tamaño de Soldadura a Momento
La plicación de la tensión será perpendicular a la soldadura, por lo que ϴ=
y 1.0 + 0.5(sen1.5
ϴ)=
Dieciseisavos de pulgada = Octavos
Se propone utilizar espesor de solsadura de 3 Octavos
Esfuerzo de Ruptura en la Soldadura
Esfuerzo de ruptura por tensión en el metal base:
En patín de la viga tm in= <
En la placa de conexión: tm in= <
0.172''
0.192''
0.88in
1.00in
90°
1.5
6.67 3.335
(272.70 kips) 1.000'' 545.40 kips > 278.57 kips
51.70 kips
221.00 kips
227.00 kips
)
=
=
=
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PROYECTO ESTRUCTURAL
“PUENTE PEATONAL EN MALECÓN TURÍSTICO DEL PUERTO DE ENSENADA
Detalle de Conexión en Continuidad de Viga
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PROYECTO ESTRUCTURAL
“PUENTE PEATONAL EN MALECÓN TURÍSTICO DEL PUERTO DE ENSENADA
Conexión de Viga Secundaria
Datos de la Conexión
Viga Principal: Tornillos:
Hileras: n= 3
d= Diámetro: φ=
Viga Secundaria:
22 Placa:
tw= Espesor: t=
d= Acero: Fy=
Soldadura: t=
(De acuerdo a la sección J2.2b AISC) 22
0
Revisión de Cortante en los Tornillos
L= Leh=
B= Lev=
φRn= > Vu=
Por lo tanto, el número de tornillos es el adecuado
W14x
0.25''
1.50''
2.00''
De acuerdo al análisis de cargas, el
cortante actuando en la conexión es: 10.70 kips
38.30 kips 10.70 kips
De acuerdo a la Tabla 10-9, del manual AISC, con
los valores mostrados, se tiene que el esfuerzo
cortante admisible por los tornillos es:
El tamaño de la placa estará dado de acuerdo al número de tornillos, diámetro de los
mismos y longitudes Leh y Lev (Tabla 10-9 AISC)
0.75''
W0x
0.25''
50ksi
49.75in
W14x
13.70in
0.23in
9.00''
3.00''
Se urilizarán tornillos A325 tipo Tension Control
Bolts de 3/4" de diámetro
0.0''
1.5''
3.0''
4.5''
6.0''
7.5''
9.0''
0 2 4
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“PUENTE PEATONAL EN MALECÓN TURÍSTICO DEL PUERTO DE ENSENADA
Detalle de Conexión Secundaria en Viga W14X22
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PROYECTO ESTRUCTURAL
“PUENTE PEATONAL EN MALECÓN TURÍSTICO DEL PUERTO DE ENSENADA
XVI. DISEÑO DE CIMENTACIÓN
En base a las recomendaciones hechas por el laboratorio de Mecánica de Suelos,
tomando como base las propiedades y condiciones del suelo, se realizará la
propuesta de cimentación mediante pilas de concreto reforzado coladas en sitio.
Debido a la configuración de los estratos del suelo, los elementos de carga (pilas)
se desplantarán a una profundidad de -15.00m. Para mayor información de las
condiciones mecánicas del suelo consultar “Sección 8: Recomendaciones de
Cimentación” del documento de mecánica de suelos.
Rigideces del Suelo
Se asignarán los valores de rigideces por estrato a las pilas, tomando en cuenta así
la interacción suelo-estructura y su respuesta ante las cargas accidentales.
Parámetros del suelo
E s= Módulo de elasticidad
G= Módulo de rigidez medio del suelo de soporte
donde:
γ= peso volumétrico medio del suelo
g= aceleración de la gravedad
Hs= profundidad del estrato firme en el sitio de interés
Ts= periodo fundamental del suelo en el sitio de interés
ν= relación de Poisson
Datos: Resultados:
ν = 0.27 G=
γ=
g= 9.81 m/s² Es=
Hs= 16.00 m
Ts= 0.33 s
Parámetros de la pila
L= longitud de la pila L= 15.00 m E p = Módulo de elasticidad
d= diámetro de la pila d= 0.91 m E p = f'c=250
Por lo tanto las rigideces estáticas para la pila son:
Rigidez estática horizontal
K xo=
Rigidez estática vertical
K vo=
1157823 kN/m
6631146 kN/m
586638 kN/m²
232105 kN/m²
23413570 kN/m²
20.01 kN/m³
𝑠 = 2 1 + 𝑣
=16𝛾
𝑔 𝐻𝑠𝑇𝑠
2
𝐾𝑥𝑜 = 𝑠
𝑠
0.21
𝐾𝑣𝑜 = 1.9 𝑠
0.67
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“PUENTE PEATONAL EN MALECÓN TURÍSTICO DEL PUERTO DE ENSENADA
Parámetros del suelo
E s= Módulo de elasticidad
G= Módulo de rigidez medio del suelo de soporte
donde:
γ= peso volumétrico medio del suelo
g= aceleración de la gravedad
Hs= profundidad del estrato firme en el sitio de interés
Ts= periodo fundamental del suelo en el sitio de interés
ν= relación de Poisson
Datos: Resultados:
ν = 0.27 G=
γ=
g= 9.81 m/s² Es=
Hs= 16.00 m
Ts= 0.33 s
Parámetros de la pila
L= longitud de la pila L= 15.00 m E p = Módulo de elasticidad
d= diámetro de la pila d= 0.91 m E p = f'c=250
Por lo tanto las rigideces estáticas para la pila son:
Rigidez estática horizontal
K xo=
Rigidez estática vertical
K vo=
1157823 kN/m
6631146 kN/m
586638 kN/m²
232105 kN/m²
23413570 kN/m²
20.01 kN/m³
𝑠 = 2 1 + 𝑣
=16𝛾
𝑔 𝐻𝑠𝑇𝑠
2
𝐾𝑥𝑜 = 𝑠
𝑠
0.21
𝐾𝑣𝑜 = 1.9 𝑠
0.67
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“PUENTE PEATONAL EN MALECÓN TURÍSTICO DEL PUERTO DE ENSENADA
De acuerdo al cálculo, y en apoyo con los datos determinados en la mecánica de
suelos, los resultados para rigideces a diferentes profundidades son los siguientes:
Los valores de rigideces obtenidas se asignarán a los puntos correspondientes, dentro
del modelo estructural, a base de resortes. Los resultados de interacción suelo
estructura se revisarán en el “Análisis de desplazamientos Relativos” bajo los criterios
del Manual de Diseño por Sismo de la CFE.
d= 0.91 m L= 15.00 m Ep=
G kg/cm² Es kg/cm²G kN/m² Es KN/m² Kx (kN/m²) Kv (kN/m²)
647 1642 63471 161080 417055 1820793
669 1673 65629 164121 423263 1855168
716 1817 70240 178248 451792 2014848
748 1899 73379 186292 467824 2105777
778 1975 76322 193748 482554 2190052
808 2052 79265 201301 497357 2275437
916 2325 89860 228083 548937 2578163
1016 2578 99670 252902 595609 2858711
1119 2841 109774 278702 643118 3150349
1316 3340 129100 327654 730816 3703684
1443 3664 141558 359438 786272 4062963
1882 4777 184624 468624 969574 5297155
2048 5199 200909 510022 1036632 5765105
2120 5381 207972 527876 1065197 5966923
2366 5980 232105 586638 1157823 6631146
2293 5821 224943 571040 1133434 6454833
2380 6042 233478 592720 1167296 6699897
Profundidad
9
11
12
13
14
15
16
17
10
1
2
3
4
5
6
7
8
23413570 kN/m²
𝐾𝑥𝑜 = 𝑠
𝑠
0.21
𝐾𝑣𝑜 = 1.9 𝑠
0.67
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“PUENTE PEATONAL EN MALECÓN TURÍSTICO DEL PUERTO DE ENSENADA
Revisión de Sección de Pila P-01
Debido a que el elemento se encontrará confinado mediante el suelo, en base a las
rigideces previamente calculadas, y de acuerdo a las consideraciones estructurales del
puente (condiciones de apoyo), se supone que la sección trabajará únicamente ante
cargas axiales. La capacidad de la sección ante cargas axiales se determinará de
acuerdo al siguiente procedimiento:
De acuerdo al análisis estructural, la carga axial máxima es: P=120,355 kg. Por lo que
la sección propuesta es satisfactoria.
Datos de Diseño
Materiales Geometría Armados de la Sección
f'c= d= Armado longitudinal: del # 8
fy= r= Estribos: # 4 @
ϕ=
300.00kg/cm² 91.4 cm 14 varillas (1.1%)
4200.00kg/cm² 20 cm7.5 cm
0.65
Fuerza Axial Máxima Resistente
=
La fuerza resistente se reducirá en un 20% por exentricidad accidental: Pn=
Pu=
1954372.54 kg
1563498.03 kg
1016273.72 kg
𝑐 −
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PROYECTO ESTRUCTURAL
“PUENTE PEATONAL EN MALECÓN TURÍSTICO DEL PUERTO DE ENSENADA
Revisión de la Capacidad de Carga
De acuerdo al análisis realizado por el estudio de mecánica de suelos, las
capacidades de carga del terreno, para cimentación a base de pilas de concreto
coladas en sitio, son las siguientes:
De acuerdo al análisis estructural, la carga axial máxima es: P=120,355 kg. Por lo
que cumple para el criterio de capacidad de carga.
La relación de esbeltez a cumplir, de acuerdo a la información de la mecánica de
suelos es de 20(D), siendo “D” el diámetro de la pila, por lo que la longitud máxima
será: L=18.20m. La sección cumple por relación de esbeltez.
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PROYECTO ESTRUCTURAL
“PUENTE PEATONAL EN MALECÓN TURÍSTICO DEL PUERTO DE ENSENADA
Detalles de Cimentación
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PROYECTO ESTRUCTURAL
“PUENTE PEATONAL EN MALECÓN TURÍSTICO DEL PUERTO DE ENSENADA
Detalles de Pila de Concreto P-01
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“PUENTE PEATONAL EN MALECÓN TURÍSTICO DEL PUERTO DE ENSENADA
XVII. DISEÑO DE LOSA DE APROXIMACIÓN DE CONCRETO
Datos
f'c= Tipo de Colado:
Fy= Tipo de losa:
a1=
a2=
r=
Obtención de cargas
Carga muerta:
Concreto
Acabado
Instalaciones
Reglamento
Carga viva:
Por reglamento se tomará carga viva=
Carga factorizada:
Wf= 1.6(Wv)+1.2(Wm)
Wf= 1.6 + 1.2 =
15.00cm
300 kg/cm²
4200 kg/cm²
10.70m
3.00m
Monolítico
Doble apoyo
3.00m
2.50cm
20=
440.00kg/m
1200.00kg/m
360.00kg/m
20.00kg/m
20.00kg/m
40.00kg/m
Espesor de losa por deflexión:
420kg/m²
(440.0kg/m)(420kg/m)
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“PUENTE PEATONAL EN MALECÓN TURÍSTICO DEL PUERTO DE ENSENADA
Determinación de momentos
Para momentos Positivos:
Momentos Presentes
Extremos discontinuos: WL² 100
11
Extremos Continuos: WL² 14
14
Vanos interiores: WL² 100
16
Para momentos negativos en extremos:
Apoyo de orilla: WL² 10
10
Apoyo de centro: WL² 100
11
Se usará el mayor de los momentos presentes
M= WL²
10
Determinación de momento resistente
Proponiendo una cuantía de acero: ρ=
As= =
Usando varilla de número 3 se requerirán
El equivalente a tener a una separación de
10
No
No
Si
No
Si
18.0cm
5.56 Pzas
3.960cm²
1080.00kg.m
0.0033
(0.0033) (100.00cm) (12.00cm)
=(1200.00kg/m) (3.00m)²
=
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“PUENTE PEATONAL EN MALECÓN TURÍSTICO DEL PUERTO DE ENSENADA
Armado longitudinal:
Vr # 3 @
Asreal= (7) = ρ=
Ru=
Mn= Mu > M
Mu= Armado satisfactorio
Revisión por cortante
Cortante actuante:
Vu=
Cortante resistente del concreto:
Vcn= Vc > Vu
Vc= Peralte satisfactorio
Armado por temperatura:
Aste= (0.0018(b)(d)
Aste=
Usando varilla de número 3 se requerirán
El equivalente a tener a una separación de
Armado por temperatura:
Vr # 3 @
11015.84kg
16.1 kg/cm²
15.0cm
4.750cm²(0.71cm²) 0.0040cm²
2316.18kg.m
2084.56kg.m
1800.00kg
8261.88kg
2.16 cm²
3.03 Pzas
33.0cm
30.0cm
𝑢 = 𝜌( 𝑦) 1− 0.59 𝑦
′𝑐𝜌
= 𝑢( )( 2)
𝑐 = 0.53 ′𝑐( 𝑤)( )
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PROYECTO ESTRUCTURAL
“PUENTE PEATONAL EN MALECÓN TURÍSTICO DEL PUERTO DE ENSENADA
Detalles Estructurales de Losa de Concreto
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“PUENTE PEATONAL EN MALECÓN TURÍSTICO DEL PUERTO DE ENSENADA
XVIII. DISEÑO DE TRABES DE CONCRETO
Trabe de Concreto TE-01
De acuerdo al análisis estructural, los esfuerzos en la sección son los siguientes:
Diagrama de Fuerza Cortante
Diagrama de Momento Flexionante
-20000.00 kg
-15000.00 kg
-10000.00 kg
-5000.00 kg
0.00 kg
5000.00 kg
10000.00 kg
15000.00 kg
20000.00 kg
0 2 4 6 8 10 12
16674.88 kg
-16674.88
0.00 kg
0 kg
10000 kg
20000 kg
30000 kg
40000 kg
50000 kg
0 2 4 6 8 10 12
0.00 kg.m
44605.30
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PROYECTO ESTRUCTURAL
“PUENTE PEATONAL EN MALECÓN TURÍSTICO DEL PUERTO DE ENSENADA
Datos de Diseño
b=
h=
r=
d=
L=
f'c=
fy=
φ= 0.9
Se propondra el valor de 'φ' igual a 0.9
Trabe Mu= Mn=
Vu= Mu=φ(Mn)
Determinación del Área de Acero
As= a=
Cálculo de φ
β1=
c=
c/d= < 0.375
Valor calculado: φ= 0.90
13.26 cm
0.207
Para la obtención del φ se aplicará interpolación lineal en base a la relacion c/d
64 cm
0.84
300 kg/cm²
4200 kg/cm²
apoyada 44605.30 kg.m 49561.45 kg.m
16674.88 kg
De acuerdo a las fórmulas mostradas se iterará para encontrar los valores correctos
20.19 cm² 11.08 cm
10.70 m
30 cm
70 cm
6 cm
𝑠 =
𝑦 −𝑎2
𝑎 = 𝑠 𝑦
(0.85)( ′𝑐)( )
𝑐 =𝑎
𝛽1
𝑐
= 0.375
1= − ^′ −
r
b
d
c
h
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PROYECTO ESTRUCTURAL
“PUENTE PEATONAL EN MALECÓN TURÍSTICO DEL PUERTO DE ENSENADA
Revisión del Área de Acero
Propuesta de refuerzo:
Refuerzo (1)
Refuerzo (2)
Estribo
Recubrimiento
El espacio utilizado por el armado son , el armado cabe en la sección
El área de acero proporcionada es de ,el area cumple con la necesaria
La trabe se encontrará armada con 4 Vr # 8
en zona inferior, zona donde está actuando el momento de diseño.
Revisión del Área de Acero Mínima.
ρm in= Asm in=
El area de acero proporcionada cumple con el mínimo
Por lo tanto el área a usar será la antes calculada=
Revisión del Área de Acero Máxima
ρm ax= Asm ax=
El área de acero suministrada no excede el máximo
Revisión del Momento Resistente
ρ=
Ru=
Mn=
>
20.27cm²
0.022 41.75cm²
0.0106
40.48 kg/cm²
49746.86 kg.m
49.75 ton.m 49.56 ton.m
0.0033 6.40cm²
0 #4 0.00cm
2 #2 1.27cm
2 2.00cm 4.00cm
23.05cm
20.27cm²
# Varillas Tamaño
4 #8 17.78cm
30cm²
𝜌𝑚𝑎𝑥 = 0.85 𝛽1 ′𝑐
𝑦
0.003
0.003 + 0.004
𝜌 = 𝑠
( )( )
𝑢 = 𝜌( 𝑦) 1− 0.59 𝑦
′𝑐𝜌
= 𝑢( )( 2)
=14/
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“PUENTE PEATONAL EN MALECÓN TURÍSTICO DEL PUERTO DE ENSENADA
Revisión de Cortante
Cortante resistente del concreto
Vc=
Obtención del Cortante Crítico
Vmax=
Vnmax=
φ=
La varilla a usar para estribos será de
Separación Máxima de Estribos
Se sabe que el cortante neto es igual a
Vs= Vt-Vc
Vs=
La separación máxima será igual a:
= (d/2) Se utilizarán estribos de
a una separación de 25.0 cm
#3
22233.17 kg
En donde están trabajando el esfuerzo generado por el
concreto y el generado por el acero por lo tanto el cortante
destinado únicamente al acero sera: 4607.82 kg
32.00 cm #3
0.75
17625.35 kg
16674.88 kg
22233.17 kg
𝑐 = 0.53 ′𝑐( 𝑤)( )
=( 𝑠 )( 𝑦 )( )
( 𝑠)
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“PUENTE PEATONAL EN MALECÓN TURÍSTICO DEL PUERTO DE ENSENADA
Trabe de Concreto TE-02
De acuerdo al análisis estructural, los esfuerzos en la sección son los siguientes:
Diagrama de Fuerza Cortante
Diagrama de Momento Flexionante
-15000.00 kg
-10000.00 kg
-5000.00 kg
0.00 kg
5000.00 kg
10000.00 kg
15000.00 kg
0 1 2 3 4 5 6
9638.40 kg
0.00 kg
0 kg
5000 kg
10000 kg
15000 kg
20000 kg
0 2 4 6
14457.60
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PROYECTO ESTRUCTURAL
“PUENTE PEATONAL EN MALECÓN TURÍSTICO DEL PUERTO DE ENSENADA
Datos de Diseño
b=
h=
r=
d=
L=
f'c=
fy=
φ= 0.9
Se propondra el valor de 'φ' igual a 0.9
Trabe Mu= Mn=
Vu= Mu=φ(Mn)
Determinación del Área de Acero
As= a=
Cálculo de φ
β1=
c=
c/d= < 0.375
Valor calculado: φ= 0.90
4.03 cm
0.063
Para la obtención del φ se aplicará interpolación lineal en base a la relacion c/d
9638.40 kg
De acuerdo a las fórmulas mostradas se iterará para encontrar los valores correctos
6.14 cm² 3.37 cm
0.84
300 kg/cm²
4200 kg/cm²
apoyada 14457.60 kg.m 16064.00 kg.m
70 cm
6 cm
64 cm
6.00 m
30 cm
𝑠 =
𝑦 −𝑎2
𝑎 = 𝑠 𝑦
(0.85)( ′𝑐)( )
𝑐 =𝑎
𝛽1
𝑐
= 0.375
1= − ^′ −
r
b
d
c
h
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“PUENTE PEATONAL EN MALECÓN TURÍSTICO DEL PUERTO DE ENSENADA
Revisión del Área de Acero
Propuesta de refuerzo:
Refuerzo (1)
Refuerzo (2)
Estribo
Recubrimiento
El espacio utilizado por el armado son , el armado cabe en la sección
El área de acero proporcionada es de ,el area cumple con la necesaria
La trabe se encontrará armada con 3 Vr # 6
en zona inferior, zona donde está actuando el momento de diseño.
Revisión del Área de Acero Mínima.
ρm in= Asm in=
El area de acero proporcionada cumple con el mínimo
Por lo tanto el área a usar será la antes calculada=
Revisión del Área de Acero Máxima
ρm ax= Asm ax=
El área de acero suministrada no excede el máximo
Revisión del Momento Resistente
ρ=
Ru=
Mn=
>22.14 ton.m 16.06 ton.m
8.55cm²
0.022 41.75cm²
0.0045
18.02 kg/cm²
22141.67 kg.m
2 2.00cm 4.00cm
14.80cm
8.55cm²
0.0033 6.40cm²
0 #4 0.00cm
2 #2 1.27cm
# Varillas Tamaño
3 #6 9.53cm
30cm²
𝜌𝑚𝑎𝑥 = 0.85 𝛽1 ′𝑐
𝑦
0.003
0.003 + 0.004
𝜌 = 𝑠
( )( )
𝑢 = 𝜌( 𝑦) 1− 0.59 𝑦
′𝑐𝜌
= 𝑢( )( 2)
=14/
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“PUENTE PEATONAL EN MALECÓN TURÍSTICO DEL PUERTO DE ENSENADA
Revisión de Cortante
Cortante resistente del concreto
Vc=
Obtención del Cortante Crítico
Vmax=
Vnmax=
φ=
La varilla a usar para estribos será de
Separación Máxima de Estribos
Se sabe que el cortante neto es igual a
Vs= Vt-Vc
Vs=
La separación máxima será igual a:
= Se utilizarán estribos de
a una separación de 25.0 cm
#3
12851.20 kg
En donde están trabajando el esfuerzo generado por el
concreto y el generado por el acero por lo tanto el cortante
destinado únicamente al acero sera: 0.00 kg
No requiere #3
17625.35 kg
9638.40 kg
12851.20 kg
0.75
𝑐 = 0.53 ′𝑐( 𝑤)( )
=( 𝑠 )( 𝑦 )( )
( 𝑠)
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Detalles de Trabes de Concreto
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“PUENTE PEATONAL EN MALECÓN TURÍSTICO DEL PUERTO DE ENSENADA
XIX. ZAPATA AISLADA ZA-01
Datos de Diseño
f'c= qa=
Fy= ϒs=
Df=
Cargas de Servicio (Ton,m)
Diseño de Elementos
Pz =
Mx =
My =
Vx =
Vy =
Determinación de Dimensión de Zapata
B= b= Ix= kx=
L= a= Iy= ky=
h= d= cx=
r= A= cy=
300.00kg/cm² 11.00ton/m² (Capacidad de Carga del Suelo)
4200.00kg/cm² 1.650ton/m³ (Peso Volumétrico del Suelo)
1.00m (Profundidad de Desplante)
Carga de Serv ic io Acc idental
16.67 Ton
0 0 0 0.00 Ton 0.00 Ton
Muerta Viva Viento Esf. en Terreno
8.049 4.38 0 12.43 Ton
0 0 0 0.00 Ton 0.00 Ton
0 0 0 0.00 Ton 0.00 Ton
1.30m 0.30m 0.24m 0.22m
0.20m 0.15m 0.65m
0 0 0 0.00 Ton 0.00 Ton
1.30m 0.30m 0.24m 0.22m
0.05m 1.69m² 0.65m
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“PUENTE PEATONAL EN MALECÓN TURÍSTICO DEL PUERTO DE ENSENADA
Análisis de Cargas
Fuerza Axial Cargas de Diseño Exentricidades
Terreno=
Pt=
Carga Axial=
Zapata= Mtx= ex=
Mty= ey=
Cálculo de Esfuerzos en el Terreno
mx=
my=
0.81 Ton 0.00 Ton.m 0.000
13.24 Ton 0.00 Ton.m 0.000
1.44 Ton
13.24 Ton
12.43 Ton
De acuerdo a la excentricidad producidad por las cargas actuantes, el cálculo de
esfuerzos en el terreno se podrá llevar a cabo de las siguientes dos maneras:
1) Cuando la resultante se
encuentre dentro del tercio
medio de la zapata:
2) Cuando la resultante se
encuentre por fuera del tercio
medio de la zapata:
0.65m
0.65m
e
− 𝑐
𝑐
𝑚
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Analizando para cada sentido de carga
En el sentido "x" kx= > ex=
En el sentido "y" ky= > ey=
+ + σ1= <
- - σ2= <
+ - σ3= <
- + σ4= <
Revisión del Volteo
Para prevenir volteo, se debe cumplir con la relación:
Mrx= Σfz(d)=
Mrx= Σfz(d)=
Revisión de Cortante
Análisis de Cargas Ultimas Esfuerzos Últimos
Ptu=
Mtx=
Mty= S1= Sp=
S2=
S3=
S4= Sp=
0.22m 0.000 Caso 1
Pt/A + MtxCx/Ix Pt/A + MtyCy/Iy 8.69ton/m² 11.00ton/m²
0.22m 0.000 Caso 1
11.00ton/m²
Pt/A + MtxCx/Ix Pt/A + MtyCy/Iy 8.69ton/m² 11.00ton/m²
Pt/A + MtxCx/Ix Pt/A + MtyCy/Iy 8.69ton/m² 11.00ton/m²
8.61 Ton.m 1.50 ok
8.61 Ton.m 1.50 ok
Pt/A + MtxCx/Ix Pt/A + MtyCy/Iy 8.69ton/m²
9.86ton/m² 4
9.86ton/m²
9.86ton/m² 9.86ton/m²
16.67 Ton
0.00 Ton.m
0.00 Ton.m 9.86ton/m² 39.45ton/m²
1.5
=
=
S
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b'=
a'=
Ex=
Ey=
fx=
fy=
Revisión de Corte por Penetración
V1= =
V2= =
Vac t =
Bo= ϕ= 0.9 vu=
Vc= >
Revisión de Corte por Flexión
vu= =
ϕVc= >
0.450m
0.450m
0.500m
0.500m
0.350m
0.350m
(1.30) (1.30) 9.86ton/m² 16.67 Ton
(0.35) (1.30) 9.86ton/m² 4.49 Ton
(0.45) (0.45) 9.86ton/m² 2.00 Ton
14.67 Ton
180.00cm
18.58 Ton 4.49 Ton
6.39 kg/cm²
19.05 kg/cm² 6.39 kg/cm²
𝑐
𝑐
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“PUENTE PEATONAL EN MALECÓN TURÍSTICO DEL PUERTO DE ENSENADA
Cálculo del Refuerzo
Mu=
= =
As=
Proponiendo varilla del número: 4 As= No= 6 Varillas
1.60 Ton.m
2.86cm² 0.36cm
6.50cm² 6.50cm²
1.27cm²
Por lo que se usará varilla del número 4 @ 22cm (como máximo) en ambos sentidos
𝑢
𝑦 −𝑎
𝑎 𝑠 𝑦
𝑐
𝑦
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XX. REVISIÓN DE LUMINARIAS
Análisis de Viento –CFE
De acuerdo a la velocidad de diseño obtenida por los criterios SCT, el método para
la determinación de las cargas por vientos es el siguiente.
Presión Neta Estática
En donde:
Ca, es el coeficiente de arrastre
qz, es la presión dinámica en la base, en "Pa", obtenida de acuerdo con el inciso anterior
La presión neta estática, pn, debida al flijo del viento sobre una chimenea o una torre, se
calcula con la expresión:
Kre, es el factor de correción por relación de esbeltez para altura total de la
estructura, adimensional
𝐾
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PROYECTO ESTRUCTURAL
“PUENTE PEATONAL EN MALECÓN TURÍSTICO DEL PUERTO DE ENSENADA
< 10m²/s
hr= hr/b= 0.01
b= > 0.00002
Ca=1.6+0.105 ln (hr/b)
Ca=1.157
bVd= (0.10m) (38.89m/s) = 3.95m²/s
bVd= 4.0m²/s
De acuerdo a la nota 4, el coeficiente de arrastre se seleccionará de acuerdo a la
relación "hr/b"
1.50mm
hr/b=0.0150.10m
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Determinación de Kre
El factor de corrección por relación de esbeltez sólo aplica si Le/b>8
Le/b= 36 Se aplicará el factor Kre
Para este caso, Kre= 0.90
Por lo tanto, de acuerdo a los datos obtenidos, la Presión Neta Estática será:
Kre= 0.90
Ca=
Qz=
Pn=
Determinación de la Fuerza Actuante en la Estructura
b= F= Pn(A)
h= F=
A= F=
La fuerza F estará ubicada en el centroide geométrico de la estructura
36.34 kg
(97.79kg/m²) (0.37m²)
= 97.79kg/m²
920.95 Pa
959.29 Pa
0.10m
3.66m
0.37m²
1.157
𝐾