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8/15/2019 Puente Cunas -Informe Final
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INTRODUCCIÓN
En el presente informe se hace un análisis estructural del Puente Cunas que está
ubicado en la colindancia de los distritos de Pilcomayo y Huamancaca Chico en la
provincia de Chupaca.
Este puente tiene una estructura tipo armadura por lo cual el análisis para el cálculo de
los esfuerzos de los distintos elementos que lo componen es más conveniente
bidimensionalmente.
Se presenta un análisis para los elementos de acero, tal como una comparación con la
carga crítica que produzca pandeo en los elementos sometidos a compresión axial.
También se verificara que la deflexión máxima que se producirá por las cargas aplicadas
no sea mayor que la luz entre 500.
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1. DEFINICION DE LA TEORIA DE ESTRUCTURAS
El diseño completo de una estructura puede establecerse a través de los siguientes
pasos:
1.1 Investigación de las cargas.
La información general acerca de las cargas a imponer sobre la estructura viene
dada en las especificaciones y en las normas. Básicamente es parte de la
responsabilidad del diseñador especificar las condiciones de carga y tener
cuidado en los casos especiales. Las cargas basadas en consideraciones
estáticas pueden clasificarse en la siguiente forma:
a. Carga muerta: La carga muerta es el peso propio de la estructura y seconsidera constante en magnitud y localización. Como la carga muerta
debe suponerse antes de diseñar la estructura, los datos originales seránsolamente estimativos. Se revisaran los cálculos si el valor estimado
inicialmente no es satisfactorio. b. Sobrecargas: Las sobrecargas pueden clasificarse en cargas movibles y
cargas en movimiento. Las cargas movibles son aquellas que pueden ser
transportadas de un lugar a otro de la estructura, las personas y los
muebles en un piso de un edificio. Las cargas en movimiento son aquellas
que se mueven continuamente sobre la estructura, tales como los trenes y
camiones sobre un puente. c. Cargas de impacto: Los efectos del impacto generalmente se asocian con
las cargas movibles. En el diseño estructural la carga de impacto se
considera como un incremento de la sobrecarga, si esta se ha tomado
como una carga estática aplicada gradualmente.
1.2 Análisis de esfuerzos.
Una vez definidas las cargas externas, debe hacerse un análisis de esfuerzos con
el fin de determinar las fuerzas internas, algunas veces conocidas como
esfuerzos, que se producirán en los diferentes elementos. Cuando intervienen
sobrecargas, deben analizarse con todo cuidado los esfuerzos máximos posiblesen cada uno de los elementos de la estructura. Para obtener lo anterior, no
solamente debe conocerse la magnitud de la carga, sino el lugar de aplicación.
1.3 Selección de los distintos elementos.
La elección de los materiales y dimensiones de los elementos de una estructura
se basa en los resultados del paso 3 junto con las condiciones dadas por las
especificaciones y normas.
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1.4 Dibujo y detalles.
El paso final es el dibujo y los detalles que proporcionan la información necesaria
para la construcción. El objetivo de la teoría de estructuras es el análisis de esfuerzos con referencia a las
cargas. Lo más importante de la teoría de estructuras radica en los fundamentos y no
en los detalles de diseño.
2. RETICULADOS PLANOS.
2.1 Armaduras
Una armadura es un sistema estructural reticular de barras rectas interconectadas
en nudos articulados formando triángulos. Los elementos conforman,comúnmente, uno o varios triángulos en un solo plano y se disponen de forma tal
que las cargas externas se aplican a los nudos, por lo que en teoría, sólo causan
efectos de tensión o de compresión.
2.2 Eficiencia Estructural de las Armaduras
Las armaduras se usan, esencialmente, de la misma forma que las vigas de alma
llena, pero preferentemente para cubiertas de luces considerables. Una cubierta o
entrepiso de relativamente gran luz, formada por vigas, se convierte en
antieconómica como consecuencia de la utilización incompleta del material y la
posibilidad de pandeo lateral, en virtud del valor considerable del peralte de la
sección. En estos casos, la viga de alma llena, se debe sustituir por un sistema
reticular, una armadura, cuyos elementos o barras, sometidos a cargas
concentradas aplicadas en los nudos, trabajan a compresión o tensión; lo que
permiten un aprovechamiento casi total del material
2.3 Tipos de Armaduras
La mayoría de los tipos de armaduras usadas en la estructuración de cubiertas,
puentes, han sido llamadas así por el apellido o nombre de quien las diseñó por
primera vez, por ejemplo, la armadura tipo Howe, fue patentada en 1840 por
William Howe, la armadura Warren, fue patentada por los ingleses James Warren
y Willboughby Monzoni en 1848.
http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=William_Howe&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=James_Warren&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Willboughby_Monzoni&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Willboughby_Monzoni&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=James_Warren&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=William_Howe&action=edit&redlink=1
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a. Armadura Howe.
b. Armadura Warren.
c. Armadura Pratt Plana.
d. Armadura Fink.
e. Armadura Delta.
f. Armadura de estructura triarticulada.
Forma de los t ipos d e armaduras
2.4 Selección del Tipo de Armadura
La elección del tipo de armadura depende de varios factores como son: Luz a
salvar, carga a soportar, tipo de cubierta desde el punto de vista arquitectónico,
necesidades de iluminación, aislamiento y ventilación.
Algunos tipos de armaduras, por su eficiencia en la configuración, pueden cubrir
grandes luces, como las de forma de arco en la cuerda superior, sin embargo
constructivamente son más difíciles y se convierten en soluciones no usuales o
especiales. Sin embargo en los últimos años los techos curvos auto soportantes,
pueden ofrecer soluciones prácticas para cubiertas de hangares, bodegas,
fábricas, talleres, y otros usos.
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3. GENERALIDADES DE PUENTES.
3.1 Definición
Obra de arte especial requerida para atravesar a desnivel un accidentegeográfico o un obstáculo artificial por el cual no es posible el tránsito en la
dirección de su eje.
Los puentes se construyen con el fin de permitir la circulación de personas,
vehículos, trenes y líquidos.
3.2 Tipos de Puente
a. Atendiendo a su Utilización
Puentes de carretera
Puentes de ferrocarril Puentes de conducción de fluidos
b. Materiales Constructivos
Madera
Acero
Concreto Armado
Concreto Pretensado c. A tendiendo a su Estructura
Isostáticas
Hiperestáticas d. Atendiendo a la Tecnología Constructiva
Puentes fundidos en el lugar
Puentes con estructura prefabricada
Puentes mixtos e. Atendiendo al Desarrollo de la Estructura Longitudinal
Puentes de tramo recto
Puentes de arco
Puentes colgantes
f. Atendiendo al Desarrollo de la Estructura Transversal Puentes de losa
Puentes de viga losa
Puentes de sección cajón
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3.3 Partes de un puente
3.3.1 Subestructura
Cimentación Estribos
3.3.2 SuperestructuraParte del puente que recibe directamente las cargas
Partes del Puente
3.4 Cargas Sobre puentes
En el manual de diseño de puentes del MTC las cargas se clasifican en:
Permanentes: Comprende generalmente el peso propio de la estructura
Variables: Corresponden a los pesos de los vehículos y personas y los
distintos efectos dinámicos.
Excepcionales: Son de probabilidades de ocurrencia muy baja como
explosiones, colisiones o incendios.
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3.5 Pesos específicos de los distintos Materiales
3.6 Camión de Diseño
Las cargas por ejes y los espaciamientos entre ejes serán los indicados en la
figura, la distancia entre los ejes de 145 KN (14.78 t) será tomada como aquella
que estando entre los límites de 4.40 m y 9.00 m, resulta en los mayores efectos.
Las cargas del camión de diseño deberán incrementarse por efectos dinámicos.
Carac teríst icas del cam ión de Dis eño Tur k
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3.7 Tándem de Diseño
El tándem de diseño es un conjunto de dos ejes, cada uno con una carga de 110
KN (11.2 t), espaciados a 1.2 m. La distancia entre las ruedas de cada eje, en
dirección transversal, será de 1.8 m. Estas cargas deberán incrementarse por
efectos dinámicos.
Carac terísticas del cam ión de Diseño Tándem
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4. CARACTERISTICAS DEL PUENTE CUNAS.
4.1 Dimensiones
Este puente tiene las siguientes dimensiones:
La luz del puente : 180.84m.
Luz de armadura : 50m
Altura de armadura : 9.375 m.
Ancho de puente : 8.35 m.
Separación entre vigas transversales : 6.25 m
MODELO MATEMÁTICO EN 3D
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Vista en 3D del puente
4.2 Materiales
La estructura es de acero, con módulo de elasticidad: E = 2.1 x 106 kg/cm².
Concreto para la losa que se supondrá de f´c= 280 Kg/cm2 Según Norma.
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4.3 Secciones de los Elementos que lo Conforman
Este puente está compuesto de distintos tipos de perfiles de acero para cada
elemento que lo conforman.
ELEVACIÓN
PLANTA
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Las secciones de los distintos tipos de elementos se muestran a continuación.
4.4 Características de los elementos
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1.-CARGA MUERTA
PESO DEL TABLERO DE CONCRETO(CONCRETO ARMADO)
Pe= 2500 kg/m3
e(losa)= 0.20 marea= 3.6 m
P.TABLERO 1.80 tn/m
PESO DE LA VEREDA(CONCRETO SIMPLE)
Pe= 2400 kg/m3
area= 0.09 m2
P.VEREDA 0.22 tn/m
PESO DEL ASFALTO
Pe= 2200 kg/m3
e(losa)= 0.05 m
area= 3.6 m
P.ASFALTO 0.40 tn/m
PESO DE BARANDA(SEGÚN NORMA):Pbaranda= 0.10 tn/m
5. METRADO DE CARGAS
5.1 Cargas muertas
Corte de la secc ión transversal
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PESO ARMADURA= 0.66 tn/m
2.-CARGA VEHICULAR
SOBRECARGA: 0.97 tn/m
1.74 tn/m
2.- CARGA DE IMPACTO (EL 30% DE LA CARGA VEHICULAR)
CARGA IMPACTO= 0.52 tn/m
S/C = 0.2 Tn/m2
ANCHO DE VEREDA 0.6 m
CARGA DISTRIBUIDA VERE 0.12 Tn
CU= 6.86 tn/m
PARA LOS NUDOS EXTERIORES( 1Y 9)
PU= 21.45 tn
PARA LOS NUDOS INTERIORES( 2,3,4,5,6,7 y 8)
PU= 42.90 tn
2.- CARGA ULTIMA
CAMION DE DISEÑO(HL-93):HALLAMOS
LAS REACCIONES QUE SE PRODUCEN
EN LOS APOYOS MEDIANTE LINEAS DE
INFLUENCIA
3.-LA SOBRECARGA DE LA VEREDA PUNTUALIZADA EN LOS
NUDOS DE LA ARMADURA
5.2 ELEMENTOS DE ACERO:
AREA(m2) DENSIDAD(kg/m3) ELEMENTOS 1 ELEMENTOS 2 LONGITUD 1 LONGITUD 2 PESO(tn) 1 PESO(tn) 2
SECCION A-A 0.0132 7850 11 4 6.25 9.88 7.12 4.10
SECCION B-B 0.0043 7850 0 14 0 5.215 0.00 2.46
SECCION C-C 0.0089 7850 4 12 6.25 9.88 1.75 8.28
SECCION D-D 0.0268 7850 0 9 0 4.175 0.00 7.91
SECCION E-E 0.0019 7850 0 16 0 5.215 0.00 1.24
PARCIAL 8.87 23.99
TOTAL 32.86
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S/C = 0.2 Tn/m2
AREA VEREDA 30 m2
CARGA EN VEREDA 6 Tn
CARGA POR NUDO 0.667 Tn
NUDO 4 14.78
NUDO 5 15.894
NUDO 6 2.456
4.-CARGA VEHICULAR
3.-LA SOBRECARGA DE LA VEREDA PUNTUALIZADA EN LOS
NUDOS DE LA ARMADURA
6. MODELOS ESTRUCTURALES
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7. PROCESANDO LÍNEAS DE INFLUENCIA DE LA ARMADURA CON EL PROGRAMA
“ARMADURAS.XLS” – SCALETTI
1 0.00 0.000 0.000
2 6.25 0.375 -0.333
3 12.50 0.750 -0.667
4 18.75 1.125 -1.000
5 25.00 1.167 -1.333
6 31.25 0.875 -1.000
7 37.50 0.583 -0.667
8 43.75 0.292 -0.333
9 50.00 0.000 0.000
NUDO
CARGA UNITARIA APLICADA EN LOS NUDOS INFERIORES
LÍNEAS DE INFLUENCIA
DISTANCIA (m) ELEMENTO MAS ESFORZADO A
TRACCIÓN - ELEMENTO 4-5
ELEMENTO MAS ESFORZADO A
COMPRESIÓN - ELEMENTO 13-14
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8. PROCESANDO LA ESTRUCTURA COMO ARMADURA –PRIMERA PARTE
8.1 PROGRAMA “ARMADURAS.XLS” – SCALETTI –CARGAS PUNTUALES
INGRESO DE DATOS:
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DESPLAZAMIENTO VERTICAL MÁXIMO (FLECHA)
ARMADURA
RESULTADOS:
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8.2 PROGRAMA “ARMADURAS.XLS” – SCALETTI –CARGA DISTRIBUIDA
INGRESO DE DATOS:
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DESPLAZAMIENTO VERTICAL MÁXIMO (FLECHA)
PÓRTICO
RESULTADOS:
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8.3 COMPROBACION CON PROGRAMA SAP 2000 V16 – CARGA DISTRIBUIDA
Modelo estructural :
Deformada de la estructura:
Deformada de la estructura y estado inic ia l :
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Flecha de puente: -0.08258m
Diagrama de fuerza axial:
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8.4 COMPROBACION CON PROGRAMA SAP 2000 V16 – CARGAS PUNTUALES
ASIGNACION DE CARGAS:
DEFORMADA CON CARGAS PUNTUALES:
DEFORMADA DE ARMADURA:
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DESPLAZAMIENTO O FLECHA DE PUENTE: 0.06392m
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NUDOS X Y X Y
1 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000
2 0.00170 -0.02396 0.00117 -0.02396
3 0.00440 -0.04297 0.00440 -0.04297
4 0.00759 -0.05660 0.00759 -0.05660
5 0.01132 -0.06087 0.01132 -0.06087
6 0.01498 -0.05534 0.01498 -0.05534
7 0.01806 -0.04205 0.01806 -0.04205
8 0.02118 -0.02346 0.02118 -0.02346
9 0.02232 0.00000 0.02232 0.00000
10 0.02106 -0.01117 0.02106 -0.01117
11 0.01948 -0.03324 0.01948 -0.03324
12 0.01670 -0.05032 0.01670 -0.05032
13 0.01310 -0.05936 0.01310 -0.05936
14 0.00925 -0.05872 0.00925 -0.05872
15 0.00578 -0.04921 0.00578 -0.04921
16 0.00309 -0.03254 0.00309 -0.03254
17 0.00156 -0.01095 0.00156 -0.01095
CUADRO COMPARATIVO
SCALETTISAP 2000
8.5 COMPARACION DE RESULTADOS
SAP 2000 SCALETTI
ELEMENTOS AXIALES AXIALES
1 34.94 34.940
2 96.56 96.563
3 141.67 141.668
4 165.33 165.329
5 162.25 162.248
6 136.53 136.533
7 93.48 93.482
8 33.91 33.913
9 -110.49 -110.492
10 110.49 110.492
11 -84.38 -84.375
12 84.38 84.375
13 -58.26 -58.259
14 58.26 58.259
15 -16.56 -16.563
16 16.56 16.563
17 26.31 26.306
18 -26.31 -26.306
19 55.01 55.012
20 -55.01 -55.012
21 81.03 81.128
22 -81.13 -81.128
23 107.24 107.244
24 -107.24 -107.244
25 -69.88 -69.881
26 -123.24 -123.245
27 -160.09 -160.091
28 -170.57 -170.567
29 -153.93 -153.929
30 -119.14 -119.137
31 -67.83 -67.827
CUADRO COMPARATIVO
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Anális is d e Pórtico s Plan os versión 1.1 HSF 1999
eti queta E G ti po m aterial A I A s Notas
(t/m2 ) (t/m2 ) (t/m3 ) (m2 ) (m4 ) (m2 )
r 2.10E+07 8.08E+06 7.850 a r 1.32E-02 2.24E-04 MATERIAL DE ACERO
b r 8.90E-03 1.60E-04 MATERILA DE ACERO
Pórtico co n Contracción de Fragua
Propiedades de Materiales Caracterís ticas de las Secciones
Anális is de Pórticos Planos versi
n u v
(m) (m) (rad)
1 0.000E+00 0.000E+00 -1.078E-02
2 1.843E-03 -3.541E-02 -3.471E-033 6.664E-03 -6.232E-02 -3.215E-03
4 1.126E-02 -8.035E-02 -1.746E-03
5 1.653E-02 -8.651E-02 0.000E+00
6 2.179E-02 -8.035E-02 1.746E-03
7 2.639E-02 -6.232E-02 3.215E-03
8 3.121E-02 -3.541E-02 3.471E-03
9 3.305E-02 0.000E+00 1.078E-02
10 2.218E-03 -1.659E-02 3.389E-03
11 4.631E-03 -4.862E-02 4.236E-0312 8.717E-03 -7.214E-02 2.510E-03
13 1.381E-02 -8.434E-02 8.775E-04
14 1.924E-02 -8.434E-02 -8.775E-04
15 2.434E-02 -7.214E-02 -2.510E-03
16 2.842E-02 -4.862E-02 -4.236E-03
17 3.083E-02 -1.659E-02 -3.389E-03
Desplazamientos de los Nudos
RESULTADOS:
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e N i N j M i M centro M j V i V j
(t) (t) (t m) (t m) (t m) (t) (t)
1 55.111 55.111 -13.534 15.010 -22.948 19.775 -22.787
2 144.155 144.155 -25.136 11.221 -18.924 22.275 -20.287
3 203.813 203.813 -22.999 12.246 -19.340 21.972 -20.801
4 233.613 233.613 -21.472 12.455 -20.452 21.550 -21.223
5 233.613 233.613 -20.452 12.455 -21.472 21.223 -21.550
6 203.813 203.813 -19.340 12.246 -22.999 20.801 -21.972
7 144.155 144.155 -18.924 11.221 -25.136 20.287 -22.275
8 55.111 55.111 -22.948 15.010 -13.534 22.787 -19.775
9 -168.604 -167.632 -13.534 -3.655 7.023 1.917 2.241
10 -107.024 -107.024 6.910 0.470 -4.958 -2.223 -1.575
11 -181.214 -181.214 0.801 -1.469 -2.727 -0.888 -0.241
12 -225.925 -225.925 0.275 -1.399 -2.062 -0.698 -0.050
13 -240.846 -240.846 -0.986 -1.492 -0.986 -0.324 0.324
14 -225.925 -225.925 -2.062 -1.399 0.275 0.050 0.698
15 -181.214 -181.214 -2.727 -1.469 0.801 0.241 0.888
16 -107.024 -107.024 -4.958 0.470 6.910 1.575 2.223
17 -168.604 -167.632 13.534 3.655 -7.023 -1.917 -2.241
18 163.857 164.512 0.302 -0.062 0.113 -0.128 0.090
19 -116.433 -115.461 1.886 -0.231 -3.148 -0.347 -0.671
20 115.435 116.090 2.277 -0.437 -2.611 -0.604 -0.385
21 -70.772 -70.117 1.798 0.329 -1.679 -0.242 -0.461
22 68.874 69.529 1.164 -0.350 -1.324 -0.361 -0.142
23 -24.136 -23.480 0.967 0.385 -0.737 -0.063 -0.281
24 22.421 23.077 0.103 -0.388 -0.340 -0.154 0.064
25 22.421 23.077 -0.103 0.388 0.340 0.154 -0.064
26 -24.136 -23.480 -0.967 -0.385 0.737 0.063 0.281
27 68.874 69.529 -1.164 0.350 1.324 0.361 0.142
28 -70.772 -70.117 -1.798 -0.329 1.679 0.242 0.461
29 115.435 116.090 -2.277 0.437 2.611 0.604 0.385
30 -116.433 -115.461 -1.886 0.231 3.148 0.347 0.671
31 163.857 164.512 -0.302 0.062 -0.113 0.128 -0.090
Fuerzas en los Elemento s (convención de resistencia de materiales)
-
8/15/2019 Puente Cunas -Informe Final
31/46
9.2 COMPROBACION CON PROGRAMA SAP 2000 V16 – CARGA DISTRIBUIDA
Diagrama de fuerza axial
Diagrama de fuerza cor tante
-
8/15/2019 Puente Cunas -Informe Final
32/46
Diagrama de momento Flector
-
8/15/2019 Puente Cunas -Informe Final
33/46
Deflex ión máxima
-
8/15/2019 Puente Cunas -Informe Final
34/46
SAP 2000 SCALETTI
ELEMENTOS AXIALES AXIALES
1 34.94 34.940
2 96.56 96.563
3 141.67 141.668
4 165.33 165.329
5 162.25 162.248
6 136.53 136.533
7 93.48 93.482
8 33.91 33.913
9 -110.49 -110.492
10 110.49 110.492
11 -84.38 -84.375
12 84.38 84.375
13 -58.26 -58.259
14 58.26 58.259
15 -16.56 -16.563
16 16.56 16.563
17 26.31 26.306
18 -26.31 -26.306
19 55.01 55.012
20 -55.01 -55.012
21 81.03 81.128
22 -81.13 -81.128
23 107.24 107.244
24 -107.24 -107.244
25 -69.88 -69.881
26 -123.24 -123.245
27 -160.09 -160.091
28 -170.57 -170.567
29 -153.93 -153.929
30 -119.14 -119.137
31 -67.83 -67.827
CUADRO COMPARATIVO
NUDOS X Y X Y
1 0.00000 0.00000 0.00000 0.000002 0.00170 -0.02396 0.00117 -0.02396
3 0.00440 -0.04297 0.00440 -0.04297
4 0.00759 -0.05660 0.00759 -0.05660
5 0.01132 -0.06087 0.01132 -0.06087
6 0.01498 -0.05534 0.01498 -0.05534
7 0.01806 -0.04205 0.01806 -0.04205
8 0.02118 -0.02346 0.02118 -0.02346
9 0.02232 0.00000 0.02232 0.00000
10 0.02106 -0.01117 0.02106 -0.01117
11 0.01948 -0.03324 0.01948 -0.03324
12 0.01670 -0.05032 0.01670 -0.0503213 0.01310 -0.05936 0.01310 -0.05936
14 0.00925 -0.05872 0.00925 -0.05872
15 0.00578 -0.04921 0.00578 -0.04921
16 0.00309 -0.03254 0.00309 -0.03254
17 0.00156 -0.01095 0.00156 -0.01095
CUADRO COMPARATIVO
SCALETTISAP 2000
9.3 COMPARACION DE RESULTADOS
-
8/15/2019 Puente Cunas -Informe Final
35/46
COMPARACION DESPLAZAMIENTOS VERTICAL Y HORIZONTAL
X Y GIROS
1 0.000000 0.000000 -0.023106
2 0.000023 -0.000007 -0.006708
3 0.000075 -0.002027 -0.006034
4 0.000063 -0.004487 -0.003254
5 0.000050 -0.005311 0.000000
6 0.000037 -0.004487 0.003254
7 0.000025 -0.002027 0.006034
8 0.000078 -0.000007 0.006708
9 0.000100 0.000000 0.023106
10 0.000101 0.000007 0.006575
11 0.000091 -0.000009 0.008240
12 0.000077 -0.003288 0.004625
13 0.000059 -0.004931 0.00164814 0.000041 -0.004931 -0.001648
15 0.000023 -0.003288 -0.004625
16 0.000009 -0.000009 -0.008240
17 -0.000001 0.000007 -0.006575
9.4 COMPARACION DE RESULTADOS (PARTE 2)
n u v U1 U3 R2 R3(m) (m) (rad) m m Radians Radians
1 0.000E+00 0.000E+00 -1.078E-02 3.000E+00 0 0 1.23E-02 02 1.843E-03 -3.541E-02 -3.471E-03 4.000E+00 3.08E-02 -1.66E-02 3.19E-03 0
3 6.664E-03 -6.232E-02 -3.215E-03 5.000E+00 1.82E-03 -3.54E-02 3.24E-03 0
4 1.126E-02 -8.035E-02 -1.746E-03 6.000E+00 2.84E-02 -4.86E-02 4.00E-03 0
5 1.653E-02 -8.651E-02 0.000E+00 7.000E+00 6.59E-03 -6.03E-02 0.00281932 0
6 2.179E-02 -8.035E-02 1.746E-03 8.000E+00 2.43E-02 -6.88E-02 2.11E-03 0
7 2.639E-02 -6.232E-02 3.215E-03 9.000E+00 1.12E-02 -7.59E-02 1.51E-03 0
8 3.121E-02 -3.541E-02 3.471E-03 1.000E+01 1.92E-02 -7.94E-02 7.70E-04 0
9 3.305E-02 0.000E+00 1.078E-02 1.100E+01 1.65E-02 -8.12E-02 6.07E-18 0
10 2.218E-03 -1.659E-02 3.389E-03 1.200E+01 0.01375154 -7.94E-02 -7.70E-04 0
11 4.631E-03 -4.862E-02 4.236E-03 1.300E+01 2.18E-02 -0.07586568 -1.51E-03 0
12 8.717E-03 -7.214E-02 2.510E-03 1.400E+01 8.64E-03 - 6.88E-02 - 2.11E-03 0
13 1.381E-02 -8.434E-02 8.775E-04 1.500E+01 2.64E-02 - 6.03E-02 - 2.82E-03 0
14 1.924E-02 -8.434E-02 -8.775E-04 1.600E+01 4.54E-03 - 4.86E-02 - 4.00E-03 015 2.434E-02 -7.214E-02 -2.510E-03 1.700E+01 3.11E-02 - 3.54E-02 - 3.24E-03 0
16 2.842E-02 -4.862E-02 -4.236E-03 1.800E+01 2.12E-03 - 1.66E-02 - 3.19E-03 0
17 3.083E-02 -1.659E-02 -3.389E-03 1.900E+01 3.30E-02 0 -1.23E-02 0
-
8/15/2019 Puente Cunas -Informe Final
36/46
9.5 PROGRAMA SAP 2000 – CARGAS PUNTUALES
ANALISIS CON EL PROGRAMA SAP 2000
En la siguiente figura se puede observar el diseño de la estructura en el programa SAP2000
-
8/15/2019 Puente Cunas -Informe Final
37/46
Se ha definido el material y lassecciones y se ha procedido aasignar las secciones a cadaelemento.
-
8/15/2019 Puente Cunas -Informe Final
38/46
Se han asignado las cargas a cada nudo.
Se ha obtenido la deformada de la estructura.
se obtuvo los desplazamientos en cada nudo.
Por ejemplo en el NUDO 5:
-
8/15/2019 Puente Cunas -Informe Final
39/46
NUDO 3:
DIAGRAMA DE FUERZA AXIAL
DIAGRAMA DE MOMENTO FLECTOR
-
8/15/2019 Puente Cunas -Informe Final
40/46
n X Y 1 2 3 F x F y M z
(m) (m) (t) (t m)
1 0.000 0.000 x x -12.721
2 6.250 0.000 -24.776
3 12.500 0.000 -24.776
4 18.750 0.000 -39.556
5 25.000 0.000 -40.670
6 31.250 0.000 -27.232
7 37.500 0.000 -24.776
8 43.750 0.000 -24.776
9 50.000 0.000 x -12.721
10 3.125 9.375
11 9.375 9.375
12 15.625 9.375
13 21.875 9.375
14 28.125 9.375
15 34.375 9.375
16 40.625 9.375
17 46.875 9.375
Datos Relat ivos a los Nu dos
Fuerzas Concen tradasapoyos Coordenadas
sección
e i j t ipo i j w x w y
No cortar+pegar (t/m) (t/m)
1 1 2 C-C
2 2 3 C-C
3 3 4 A-A
4 4 5 A-A
5 5 6 A-A
6 6 7 A-A
7 7 8 C-C
8 8 9 C-C
9 1 10 A-A
10 2 10 C-C
11 2 11 A-A
12 3 11 C-C
13 3 12 C-C14 4 12 C-C
15 4 13 C-C
16 5 13 C-C
17 5 14 C-C
18 6 14 C-C
19 6 15 C-C
20 7 15 C-C
21 7 16 C-C
22 8 16 A-A
23 8 17 C-C
24 9 17 A-A
25 10 11 A-A
26 11 12 A-A
27 12 13 A-A
28 13 14 A-A
29 14 15 A-A
30 15 16 A-A
31 16 17 A-A
Datos Relativos a los Elemento s Fuerzas Distrib uid asrótulas nudos
9.6 PROGRAMA “PORTICOS.XLS” – SCALETTI –CARGAS PUNTUALES
-
8/15/2019 Puente Cunas -Informe Final
41/46
n u v
(m) (m) (rad)
1 0.0 00 E+0 0 0.0 00 E+0 0 -3 .2 45 E-03
2 1 .1 74E-0 3 -2 .3 82 E-0 2 -2 .9 10 E-03
3 4 .3 99E-0 3 -4 .2 71 E-0 2 -2 .2 50 E-03
4 7 .5 89E-0 3 -5 .6 23 E-0 2 -1 .3 05 E-03
5 1.131E-02 -6.048E-02 9.535E-05
6 1.496E-02 -5.499E-02 1.360E-03
7 1.804E-02 -4.181E-02 2.187E-03
8 2.116E-02 -2.333E-02 2.859E-03
9 2 .230E-02 0.000E+00 3.183E-03
10 2 .1 04E-0 2 -1 .1 14 E-0 2 -2 .8 78 E-03
11 1 .9 46E-0 2 -3 .3 04 E-0 2 -2 .8 13 E-03
12 1 .6 69E-0 2 -5 .0 00 E-0 2 -1 .8 67 E-03
13 1 .3 08E-0 2 -5 .8 96 E-0 2 -5 .9 42 E-04
14 9.244E-03 -5.834E-02 7.187E-04
15 5.778E-03 -4.891E-02 1.860E-03
16 3.095E-03 -3.235E-02 2.752E-03
17 1.569E-03 -1.092E-02 2.826E-03
Desplazamientos de los Nudos
etiqueta E G
(t/m2 ) (t/m2 ) (t/m3 )
S 2.10E+07 8.08E+06
Pro piedades de Materiales
tipo m aterial A I A s Notas
(m2 ) (m4 ) (m2 )
A-A S 0.0132 2.23E-04
C-C S 0.0089 1.55E-04
Características de las Seccio nes
Con todos los datos insertados se obtiene el grafico:
A continuación se asignara el material y las secciones:
Finalmente se obtendrán los resultados:
-
8/15/2019 Puente Cunas -Informe Final
42/46
e N i N j M i M cen t ro M j V i V j
(t) (t) (t m) (t m) (t m) (t) (t)
1 35.112 35.112 -2.126 0.175 2.476 0.736 0.736
2 96.446 96.446 -1.041 0.345 1.731 0.444 0.444
3 141.460 141.460 -1.026 0.709 2.445 0.555 0.555
4 165.062 165.062 0.716 1.051 1.386 0.107 0.107
5 162.008 162.008 1.625 0.949 0.273 -0.216 -0.216
6 136.350 136.350 2.135 0.621 -0.893 -0.484 -0.484
7 9 3.363 93.363 1.707 0.351 -1.006 -0.434 -0.434
8 3 4.079 34.079 2.401 0.169 -2.063 -0.714 -0.714
9 -109.847 -109.847 2.126 0.174 -1.778 -0.395 -0.395
10 108.792 108.792 1.162 0.011 -1.141 -0.233 -0.233
11 -83.063 -83.063 2.355 0.046 -2.263 -0.467 -0.467
12 83.445 83.445 1.351 -0.186 -1.723 -0.311 -0.311
13 -57.194 -57.194 1.406 0.126 -1.153 -0.259 -0.259
14 57.432 57.432 0.831 -0.186 -1.202 -0.206 -0.206
15 -16.185 -16.185 0.898 0.235 -0.428 -0.134 -0.134
16 16.513 16.513 -0.167 -0.228 -0.289 -0.012 -0.012
17 26.039 26.039 -0.072 0.206 0.484 0.056 0.056
18 -25.797 -25.797 -0.970 -0.212 0.547 0.154 0.154
19 54.239 54.239 -0.891 0.165 1.222 0.214 0.214
20 -54.064 -54.064 -1.335 -0.108 1.120 0.248 0.248
21 80.248 80.248 -1.265 0.186 1.638 0.294 0.294
22 -79.846 -79.846 -2.279 -0.051 2.178 0.451 0.451
23 105.593 105.593 -1.129 -0.011 1.107 0.226 0.226
24 -106.619 -106.619 -2.063 -0.169 1.724 0.383 0.383
25 -69.736 -69.736 -2.919 0.049 3.016 0.950 0.950
26 -123.128 -123.128 -0.970 0.710 2.390 0.538 0.538
27 -159.817 -159.817 0.035 0.955 1.875 0.294 0.294
28 -170.296 -170.296 1.158 0.986 0.813 -0.055 -0.055
29 -153.705 -153.705 1.844 0.857 -0.130 -0.316 -0.316
30 -119.018 -119.018 2.211 0.669 -0.873 -0.493 -0.493
31 -67.685 -67.685 2.943 0.056 -2.831 -0.924 -0.924
Fuerzas en los Elemento s (convención de resistencia de materiales)
-
8/15/2019 Puente Cunas -Informe Final
43/46
n u v
(m) (m) (rad)
1 0.000E+00 0.000E+00 -3.245E-03
2 1.174E-03 -2.382E-02 -2.910E-03
3 4.399E-03 -4.271E-02 -2.250E-03
4 7.589E-03 -5.623E-02 -1.305E-03
5 1.131E-02 -6.048E-02 9.535E-05
6 1.496E-02 -5.499E-02 1.360E-03
7 1.804E-02 -4.181E-02 2.187E-03
8 2.116E-02 -2.333E-02 2.859E-03
9 2.230E-02 0.000E+00 3.183E-03
10 2.104E-02 -1.114E-02 -2.878E-03
11 1.946E-02 -3.304E-02 -2.813E-03
12 1.669E-02 -5.000E-02 -1.867E-03
13 1.308E-02 -5.896E-02 -5.942E-04
14 9.244E-03 -5.834E-02 7.187E-04
15 5.778E-03 -4.891E-02 1.860E-03
16 3.095E-03 -3.235E-02 2.752E-03
17 1.569E-03 -1.092E-02 2.826E-03
Desplazamientos de los Nudo s
DESPLAZAMIENTO SCALETTI SAP DIFERENCIA
∆ en 5 0.06048 0.06264 0.00216
∆ en 12 0.05 0.05179 0.00179
COMPARANDO VALORES
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NUDOS DATOS DE SAP 2000 DATOS DE SCALETTI DIFERENCIA
1 0 0.0000 0
2 0.0247 0.0238 0.0009
3 0.0442 0.0427 0.0015
4 0.0582 0.0562 0.0020
5 0.0626 0.0605 0.0021
6 0.057 0.0550 0.0020
7 0.0433 0.0418 0.0015
8 0.0242 0.0233 0.0009
9 0 0.0000 0.0000
10 0.0115 0.0111 0.0004
11 0.0342 0.0330 0.0012
12 0.0518 0.0500 0.0018
13 0.0611 0.0590 0.002114 0.0604 0.0583 0.0021
15 0.0507 0.0489 0.0018
16 0.0335 0.0324 0.0011
17 0.0113 0.0109 0.0004
TABLA COMPARATIVA
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10. CONCLUSIONES
PRIMERA PARTE
Cuando la estructura es una armadura se generan mayores
desplazamientos, que en una aporticada.
Se observa que entre ambos software no existe mucha variación, para la cual
se concluye que scaletti y sap200 son programas confiables.
Si nosotros analizamos una armadura se consideran que en los nudos los
momentos son relajados; si a esta armadura lo analizamos como si fuera un
elemento continuo entre dos tramos sucesivos, generara desplazamientos
menores. Al analizar la estructura de la segunda parte(a) con cargas concentradas en
los nudos y la segunda parte (b) con carga uniformemente distribuida a lo
largo de la cuerda superior, bajo las mismas condiciones, no generan igual
desplazamiento, además cada uno de ellos tiene un distinto comportamiento.
Por lo tanto las gráficas de fuerza axial, fuerza cortante y momento flector son
diferentes.
SEGUNDA PARTE
Si la armadura se analiza como elemento continuo entonces no solo
presentara fuerzas axiales, sino que también presentara cortantes y
momentos, debido a que los nudos son rígidos.
Al igual que la estructura tomada como armadura, para el caso de pórtico se
puede notar que no existe mucha variación de resultados para ambos casos
cuando se analiza con SAP 2000 y scaletti”PORTICOS”.
Los desplazamientos máximos están dentro de lo admisible.
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11. BIBLIOGRAFIA
DISEÑO DE ESTRUCTURAS METALICAS, Autor: Dra. Ing. María GraciellaFratelli.
ESTRUCTURAS DE ACERO: COMPORTAMIENTO Y LRFD, Autor: Sriramulo.Vinnakota.
MANUAL DE DISEÑO DE PUENTES, MTC.
DISEÑO EN ACERO, Autor: Ing. Luis F. Zapata Baglieto.