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PROYECTO AULA ANALISIS ESTRUCTURAL II Caso 6: Puente Peatonal

POR: Wilmer Arias Pérez Carlos Horacio Castaño John Ever Yepes Juan Pablo Sierra Gaviria

A: Edison Ochoa Escudero

UNIVERSIDAD DE MEDELLIN FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL MEDELLIN MARZO

TABLA DE CONTENIDO

1. Introducción 1.2. Objetivos 1.2.1. Generales 1.2.2. Específicos 2. Definición dimensiones puente peatonal 2.1. Materiales 2.2. Cargas Muertas. 2.2.3. Cargas Vivas. 2.2.4. Modelo de análisis

3.

Definición dimensiones de puente peatonal con base en una vía de 4 carriles doble sentido y definición de las propiedades de los materiales.

4. 5. 6. 7. 8.

Modelamiento de puente peatonal como un sistema de 1GDL. Análisis de instalación carga armónica en la mitad del puente. Propuesta de intervención del puente peatonal. Respuesta ante carga sísmica. Análisis de resultados y conclusiones.

9. Caso de Estudio No. 6: Puente Peatonal 10. 1. Con base en una vía de cuatro carriles, defina el tamaño de los apoyos, la luz del puente y la dimensión del tablero. Defina las propiedades de los materiales. Realice el plano en Autocad. 11. 2. Modele su puente peatonal como un sistema de un grado de libertad. 12. 3. Considere que se instala un equipo sobre la mitad del puente, el cual genera una carga armónica con una frecuencia de 18.9 rad/s y una amplitud máxima de desplazamiento de 2 cm. Determine el desplazamiento máximo del puente. 13. 4. Defina una propuesta de intervención del puente para reducir a la mitad del desplazamiento máximo dinámico. Compruebe que funciona su propuesta. 14. 5. Determina la respuesta ante una carga sísmica (sismo asignado) cuando el puente se encuentra en uso con bajo la carga viva considerada en el

código de puentes. Considere la carga viva para determinar la masa del puente. 15. 6. Presente el análisis de resultados y la discusión. 1. INTRODUCCION La ingeniería durante la historia ha evolucionando a partir de las lecciones aprendidas, debido a los problemas que se presentan en esta de allí surgió la necesidad de estandarizar por medio de normales procesos de análisis y diseño para evitar la pérdida de vidas humanas.

En nuestro país se han establecido diferentes normas especificas para cada disciplina y sus respetivas aplicaciones, para el caso del diseño de edificaciones se tiene la norma sismo resistente NRS-10 basada en los estándares internacionales como el ACI, AISC, ASCE, entre otras. Para proporcionar condiciones mínimas en estructuras, requisitos mínimos de desempeño.

Se plantea realizar un análisis detallado de las condiciones en las cuales trabaja un puente peatonal. De tal forma que se pueda desarrollar las condiciones del diseño que optimice tiempo, costo y que facilite la construcción de dicho puente peatonal. A esta estructura se busca ponerle un motor para observar el comportamiento que esta presenta ante la solicitación de este mecanismo.

1.2.

OBJETIVOS

1.2.1. General Elaborar y diseñar la estructura de un puente peatonal para una vía doble calzada cada vía con 2 carriles y separador teniendo en cuenta la luz entre apoyos optar por la mejor solución para tener menores deflexiones que se presenten en el puente peatonal.

1.2.2. Específicos  





Determinar el comportamiento de cada uno de los elementos que conforman la estructura. Identificar según la luz del puente peatonal si es mas optimo poner columnas circulares o rectangulares, dependiendo de la luz y ancho de vía determinar si es mejor realizar el puente con dos o tres columnas teniendo la cuenta diseño, confort, seguridad, economía de la estructura. Determinar el comportamiento de la estructura con dos columnas si en este se va instalar un motor que genera una frecuencia, y observar ese mismo comportamiento con tres columnas y determinar que es mas apropiado si poner dos columnas o tres columnas y que tan seguro seria este con esta máquina en funcionamiento.

2. Definición, dimensiones puente y con base en una vía de cuatro carriles doble-sentido con dos carriles por calzada. Los puentes peatonales deben cumplir con las siguientes características

 Ancho libre del tablero 2,40 m  Galibo vertical mínimo 5,20 m utilizamos 5,50 m  Baranda metálica con altura mínima de 0,98 m nosotros utilizamos barandas 1,20 m  Puente 100% desmontable con estructura recuperable.  Ancho calzada 3,65 m por carril.  Berma vía 1 m  Berma cuneta 1.20 m  Separador de calzadas 2 m  Bordillos de 0.20 m de altura  Altura de vida que 0,80 según según la tabla CR 9,5  Dimensiones columnas 1.0 m x 1.0 m se opto por hacerlo con 3 columnas debido a que entre menor la luz tenemos alturas de la viga menor y se presenta menor deflexión en el puente.  Dimensiones espesor losa puente según norma NSR- 10 0,20 m

2.1. MATERIALES En el diseño del puente peatonal se utilizo los siguientes materiales, la estructura se diseñará con tubería para pasamanos calidad ASTM, pernos de anclaje de acero tipo SAE – 1020, los tornillos para las conexiones tipo SAE grado 5.

Las clases de concreto que se utilizó para los diferentes elementos estructurales de la cimentación del puente peatonal fue la siguiente: Concreto para cimentación y pedestal de fc’ = 21 MPa = 210 Kg/cm^2 el acero de refuerzo que se utilizo fue grado 60 (fy = 420 MPa, = 4200 Kg/cm^2) conforme a la norma ASTM -A-706, en algunos casos se utilizó acero de refuerzo A-36, 2531 Kg/cm^2 con un limite de fluencia fy = 240 MPa. , 2400 Kg/cm^2, sobre carga peatonal = 0,51 Ton/m^2, Es = 2.1E+6 Kg/cm^2, Ec = 217,370 Kg/cm^2, peso concreto 2.4 ton/m^3

2.2.

CARGAS MUERTAS

Se considero como carga muerta el peso de la totalidad de la estructura, el cual incluye: Escaleras de acceso, columnas, barandas, espesor losa de tablero, vigas y accesorios.

Para la evaluación de estas cargas se tuvo en cuenta los siguientes pesos específicos.

Acero estructural: 78,5 KN/m^2 Concreto de refuerzo: 24.0 KN/m^3

2.2.3. CARGA VIVA Para efecto de diseño del puente se considero una carga viva de 450 Kg/m^2

2.3.4. MODELO DE ANALISIS El puente peatonal se modelará en el programa ETABS, la estructura será definida mediante elemento tipo frame y los apoyos se consideran de primer género.