Práctica nº 1: Puentes Pórtico - Ingenieros de Caminos, Canales y

Práctica nº 1: Puentes Pórtico
Titulación: Ingeniería de Caminos, Canales y Puertos
Asignatura: PUENTES II
II, 5º Curso
E.T.S. de Ingenieros de
Caminos, Canales y Puertos
UNIVERSIDADE DA CORUÑA
Ingeniería de Caminos, Canales y Puertos
PUENTES PÓRTICO
PUENTES II, 5º Curso
Características principales
– Hay transmisión de momentos flectores entre tablero y pilas.
– Las reacciones horizontales son elevadas.
– Los movimientos impuestos introducen flexiones altas en pilares.
– Importancia de la relación altura – vano.
– Permite una reducción en el canto del tablero (en general pequeña).
– Son más difíciles de construir.
– Mejora estética
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Objetivos:
j
•
Realización de un modelo de barras para un puente tipo pórtico
•
Aplicación de la Instrucción sobre acciones a considerar en el proyecto de
puentes de carreteras (IAP-11)
•
Comentar resultados
•
Aprender aplicaciones de SAP2000
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Enunciado:
En la figura adjunta aparece un puente pórtico constituido por seis estructuras metálicas situadas en planos
paralelos, arriostradas por vigas transversales igualmente de acero. La geometría de las secciones transversales
de los
os d
distintos
st tos ttipos
pos de ba
barras
as se indican
d ca een las
as figuras
gu as que se aco
acompañan.
pa a . Cada u
uno
o de los
os pó
pórticos
t cos se
considera simplemente apoyado en los vanos laterales y articulado en los extremos inferiores de los pilares
inclinados.
En un análisis preliminar del puente se van a considerar las siguientes acciones:
 Peso propio de la estructura.
 Peso propio de la losa de reparto de hormigón de 0.30 m de espesor, actuando sobre los elementos
longitudinales del puente.
 Sobrecarga de uso
so de acuerdo
ac erdo con lo especificado en la IAP‐11.
IAP 11 Dicha carga es recibida a través
tra és de los
elementos longitudinales.
 Fuerza de frenado y arranque según la IAP‐11.
 Acción térmica según lo especificado en la IAP
IAP‐11.
11. La estructura se encuentra ubicada en en el municipio de
Ourense a una altitud de 200.
 Empuje del viento según la IAP‐11.
 Sobrecarga de nieve según la IAP‐11.
 Descenso vertical de 0.02 m en un apoyo pertenecientes a uno de los dos pórticos exteriores.
E  210000 N / mm 2
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  0.3
  7.85 t / m 3   240 N / mm 2
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Se desea:
I.
Analizar el modelo estructural para las hipótesis de cargas más desfavorables de acuerdo
con lo especificado en la IAP‐11.
IAP 11
II.
Realizar comprobaciones estructurales.
III Realizar
III.
Realizar una tabla identificando las combinaciones de carga donde existan barras que una tabla identificando las combinaciones de carga donde existan barras que
superen |Mf|=1800 kN∙m y |N|=250 kN. (Excel)
IV. Identificar la combinación de carga y posición de la barra donde se produce el máximo flector (tabla de SAP2000).
V.
Obtener la envolvente de momentos flectores en el tablero considerando todas las combinaciones de carga analizadas
combinaciones de carga analizadas.
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Breve resumen de la IAP‐11
Orden FOM/2842/2011, de 29 de septiembre, por la que se aprueba la Instrucción sobre las
acciones a considerar en el proyecto de puentes de carretera (IAP-11)
(IAP-11).
1. Objeto y ámbito de aplicación
Objeto:
Obj
t determinación
d t
i
ió de
d llas acciones,
i
llos coeficientes
fi i t d
de ponderación
d
ió y llas combinaciones
bi
i
d
de acciones
i
que deben tenerse en cuenta en el proyecto de puentes y otras estructuras de la red de carreteras del
Estado (RCE)
Ámbito:
- RCE y obras de paso que soporta cualquier tipo de vía de competencia estatal
- Estructuras asimilables a los puentes (falsos túneles, pontones o tajeas), pasarelas y obras
de acompañamiento (escaleras, muros, rampas de acceso, etc…)
- Comprobaciones para evaluación, ampliación o refuerzo de puentes existentes
- Esta norma deberá ser cumplida por cualquier via que pase sobre una via de la RCE
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Breve resumen de la IAP‐11
2. Principios Generales
Requisitos
q
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Breve resumen de la IAP‐11
2. Principios Generales
Vida útil: 100 años
Situaciones de proyecto:
Situaciones persistentes, que corresponden a las condiciones de uso normales de la estructura durante su
vida útil.
Situaciones transitorias, que se producen cuando las condiciones de uso o estado de la estructura son
temporales como, por ejemplo, durante su construcción o reparación, y para las que se considerará el
correspondiente periodo de duración. A falta de estudios más detallados se podrá aceptar como tal un año.
Sit
Situaciones
i
accidentales,
id t l
que corresponden
d a condiciones
di i
excepcionales
i
l aplicables
li bl a lla estructura
t t
como,
por ejemplo, las provocadas por un impacto o por el fallo de algún elemento. Se considerarán instantáneas
(salvo que dicho fallo pueda permanecer sin ser detectado).
Situaciones sísmicas, que corresponden a condiciones excepcionales aplicables a la estructura durante un
evento sísmico. La situación sísmica se distingue del resto de situaciones accidentales debido a que en ella se
establecen diferentes niveles de la magnitud de la acción en función de los requisitos de seguridad o de
servicio.
Estados límite
ELU: de equilibrio, de rotura, de fatiga
ELS: de fisuración, de deformaciones, de vibraciones, de plast. locales, de deslizamiento en uniones atornilladas
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2. Principios Generales
Clasificación de acciones:
a)
Su naturaleza:
Acción directa: fuerza aplicada sobre la estructura (peso propio, sobrecargas de uso, etc.).
Acción indirecta: una deformación o una aceleración impuesta a la estructura (acciones reológicas, térmicas,
sísmicas asientos
sísmicas,
asientos, etc
etc.).
)
b) Su variación en el tiempo:
Acciones permanentes de valor constante (G) o, abreviadamente, acciones permanentes: son las que
actúan
tú en ttodo
d momento
t y son constantes
t t en posición
i ió y magnitud,
it d para una situación
it
ió de
d proyecto
t
determinada (peso propio de la estructura, del pavimento y de los elementos funcionales, etc.).
Acciones permanentes de valor no constante (G*): son las que actúan en todo momento pero cuya
magnitud no es constante (acciones reológicas, pretensado, asientos del terreno bajo las cimentaciones, etc.).
c) Su variación espacial:
Acciones fijas: son las que se aplican siempre en la misma posición (por ejemplo el peso propio de los
elementos estructurales y de algunos elementos funcionales).
Acciones libres: son las que pueden actuar en diferentes posiciones (por ejemplo las sobrecargas de uso).
d) La respuesta estructural que producen: estáticas o dinámicas
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3. Acciones permanentes
3.1 Acciones permanentes de valor constante (G)
• Peso propio
• Cargas muertas
3.2 Acciones p
permanentes de valor no constante (G*)
( )
• Presolicitaciones
• Acciones reológicas
• Empuje del terreno
• Asientos del terreno
p y deslizantes
• Rozamiento de apoyos
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4. Acciones variables (Q)
Carriles virtuales
Plataforma:superficie apta para el tráfico rodado
(incluyendo, por tanto, todos los carriles de circulación,
arcenes, bandas de rodadura y marcas viales) situada
a nivel de calzada y comprendida entre los bordillos de
las aceras laterales del tablero -si éstas existencuando
d tengan más
á d
de 1
150
0 mm d
de altura,
l
o entre caras
interiores de los pretiles del tablero, para el resto de los
casos.
w: ancho de plataforma
p
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4. Acciones variables (Q)
Carriles virtuales
Si la plataforma está dividida en dos o más partes separadas por una mediana:
-
Si en la mediana se dispone una barrera fija e infranqueable, cada parte de la plataforma
(incluidos arcenes, marcas viales, etc.) se dividirá de forma independiente en carriles virtuales.
-
Si en la mediana se dispone un
n elemento mó
móvilil o rebasable
rebasable, se tratará toda la plataforma del
puente, incluida la mediana, como un único elemento.
Ubicación y numeración de cada carril virtual :
-
Se considerarán cargados los carriles que sean desfavorables para el efecto en estudio. El carril
que genere el efecto más desfavorable se denominará carril 1, el segundo más desfavorable se
denominará carril 2, y así sucesivamente
-
Se empleará
S
l á una ú
única
i numeración
ió d
de carriles
il para ttodo
d ell ttablero,
bl
aunque lla plataforma
l t f
soporte
t
dos o más calzadas separadas por barreras fijas y no rebasables. Así pues, para el cálculo del
tablero sólo habrá un carril 1, un carril 2, etc.
-
Cuando existan varias calzadas soportadas por tableros separados
separados, cada uno de ellos tendrá una
numeración de carriles independiente. Si dichos tableros están soportados por la misma
subestructura, pilas o estribos, se considerará una numeración de carriles única para el conjunto
de los tableros.
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4. Acciones variables (Q)
• Sobrecarga de uso
Cargas verticales debidas al tráfico de vehículos
Cargas verticales en zonas de uso peatonal
Sobrecarga de 5 kN/m2
En puentes dondes se puedan producir aglomeraciones
de personas se supondrá una sobrecarga de 5 kN/m2 en
lugar de las cargas verticales debidas al tráfico
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4. Acciones variables (Q)
• Sobrecarga de uso
Fuerzas horizontales
Frenado y arranque:
- Se supone una carga uniformemente distribuida en dirección longitudinal de la carretera
- El valor característico de esta acción Qlk será igual a una fracción del valor de la carga característica vertical que se
considere actuando sobre el carril virtual 1 según la expresión:
L: distancia entre juntas contiguas o longitud del puente si éstas no existieran
Fuerza centrífuga y otras fuerzas transversales:
- Se considera una fuerza p
puntual en la superficie
p
del p
pavimento y dirección p
perpendicular
p
al eje
j del tablero y en
cualquier sección transversal del mismo
- Si r<1500 m además se añadirá una fuerza transversal de frenado igual al 25% de la longitudinal Qlk
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4. Acciones variables (Q)
• Sobrecarga de uso
Se considera que estos grupos, que son excluyentes entre sí, definen el valor característico de la
sobrecarga de uso cuando se combina con el resto de las acciones (cargas permanentes, viento, etc.).
Grupos de cargas de tráfico
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4. Acciones variables (Q)
• Sobrecarga de uso
 Tren de cargas para ELU de fatiga: vehículo de 4 ejes
(120 kN x 4) centrado en el carril virtual 1
 Empujes sobre barandillas: según EN 1317-6. Tendrá un valor mínimo de 1.5kN/m
 Sobrecarga
S b
de
d uso en pasarelas:
l
se consideran
id
simultaneamente
i l
llas siguientes
i i
cargas
-Carga vertical uniformemente repartida de valor qfk= 5 kN/m2
- Fuerza
ue a horizontal
o o ta igual
gua a
al 10%
0% de la
a ca
carga
ga vertical.
e t ca Actúa
ctúa a
al nivel
e de la
a supe
superficie
c e de
del pa
pavimento
e to
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4. Acciones variables (Q)
• VIENTO
En general, la acción del viento se asimilará a una carga estática equivalente, salvo que, de acuerdo
con el apartado 4.2.9, sea necesario además considerar los efectos aeroelásticos.
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4. Acciones variables (Q)
• VIENTO
Velocidad básica del viento para un periodo de retorno de T años
Para situaciones persistentes, a falta de estudios
específicos, se considerará un periodo de
retorno de 100 años (Cprob = 1,04).
1 04)
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4. Acciones variables (Q)
• VIENTO
 Empuje del viento
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4. Acciones variables (Q)
• VIENTO
 Empuje del viento
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4. Acciones variables (Q)
• VIENTO
 Dirección del viento
Perpendicular al eje del tablero: dirección transversal (X). Esta componente podrá
ir acompañada de una componente asociada en dirección vertical (Z).
Paralela al eje del tablero: dirección longitudinal (Y).
En general, se considerará que la acción del viento en las direcciones transversal y longitudinal no es
concomitante. La componente vertical del viento, dirección Z, se considerará concomitante sólo con la dirección
transversal del viento.
 Empuje transversal del viento sobre tableros
• Empuje horizontal
Tableros de alma llena
Tableros en celosía
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4. Acciones variables (Q)
• VIENTO
 Empuje
p j transversal del viento sobre tableros
• Empuje vertical
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4. Acciones variables (Q)
• VIENTO
 Empuje
p j transversal del viento sobre tableros
• Momento de vuelco
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4. Acciones variables (Q)
• VIENTO
 Empuje longitudinal del viento sobre tableros
Se aplica sobre los elementos de desarrollo longitudinal (tablero, pretiles y barandillas) y es una
fracción del empuje transversal multiplicado por un coeficiente reductor
Empuje longitudinal = 0.25
0 25 x coef x Empuje transversal (para elementos sólidos)
Empuje longitudinal = 0.5 x coef x Empuje transversal (para elementos que presenten huecos)
Coef =
(ver IAP-11)
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4. Acciones variables (Q)
• VIENTO
 Cálculo simplificado del empuje en tableros y pilas (se considera solo viento transversal)
Se debe cumplir:
Para alturas de tableros y pilas
comprendidas entre 10 m y 20 m,
se podrá interpolar linealmente
entre las dos tablas anteriores
anteriores.
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4. Acciones variables (Q)
• TEMPERATURA
 Acción térmica en tableros
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4. Acciones variables (Q)
• TEMPERATURA
 Acción térmica en tableros
Para calcular los efectos de la componente uniforme de temperatura se partirá del valor de la
temperatura del aire a la sombra en el lugar del emplazamiento del puente
Temp. Max (Tmax)
Periodo de retorno =50
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4. Acciones variables (Q)
• TEMPERATURA
 Acción térmica en tableros
Temp mín (Tmin)
Periodo de retorno =50
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4. Acciones variables (Q)
• TEMPERATURA
 Acción térmica en tableros
Componente uniforme de temperatura
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4. Acciones variables (Q)
• TEMPERATURA
 Acción térmica en tableros
Rango de la componente uniforme de temperatura
T0 : temperatura del elemento en el momento de coaccionar su
movimiento
En ausencia de información T0 = 15ºC
Componente de diferencia de temperatura
- Diferencia vertical
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4. Acciones variables (Q)
• TEMPERATURA
 Acción térmica en tableros
- Diferencia vertical en puentes mixtos (tipo 2)
- Diferencia horizontal
Solo en casos donde esta acción pueda tener efectos estructurales
lv: longitud del voladizo
ha: proyección del paramento lateral del tablero sobre el plano vertical
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4. Acciones variables (Q)
• TEMPERATURA
 Acción térmica en tableros
- Simultaneidad de la componente uniforme y la dif. de temperatura
(8 combinaciones posibles)
• NIEVE
Valor característico de la acción:
sk: valor característico de la sobrecarga de nieve (ver tablas 4-4a y 4-4b)
Acumulaciones de nieve: nieve extendida en una anchura igual a la del tablero menos el
ancho de dos carriles, con un espesor de nieve igual a la altura del elemento de contención
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4. Acciones variables (Q)
• OTRAS ACCIONES VARIABLES
Acción del agua
g
Empuje hidrostático
Empuje hidrodinámico
Otras sobrecargas
g en situaciones transitorias
• ACCIONES ACCIDENTALES (A)
Impactos
Impacto de vehículos de carretera contra un elemento estructural del
puente o pasarela
Impacto contra sistemas de contención de vehículos
Impacto de vehículos ferroviarios
Impacto de embarcaciones
Acción sísmica (Ae)
Otras acciones accidentales
Caída de un carro de avance en fase de construcción
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BASES PARA LA COMBINACIONES DE ACCIONES
• VALORES REPRESENTATIVOS
Son los valores de las acciones utilizados para la verificación de los estados límite. El principal
valor representativo de las acciones es su valor característico pero para las acciones variables se
considerarán, además, otros valores representativos.
Valor de combinación Ψ0Qk: será el valor de la acción cuando actúe con alguna otra acción
variable, para tener en cuenta la pequeña probabilidad de que actúen simultáneamente los
valores más desfavorables de varias acciones independientes. Este valor se utilizará en las
comprobaciones de estados límite últimos en situación persistente o transitoria y de estados límite
de servicio irreversibles
irreversibles.
Valor frecuente Ψ1Qk: : será el valor de la acción tal que sea sobrepasado durante un periodo de
corta duración respecto a la vida útil del puente. Corresponde a un periodo de retorno de una
semana.
semana
Valor casi-permanente Ψ2Qk: será el valor de la acción tal que sea sobrepasado durante una
gran parte de la vida útil del puente.
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BASES PARA LA COMBINACIONES DE ACCIONES
• VALORES REPRESENTATIVOS
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BASES PARA LA COMBINACIONES DE ACCIONES
• VALOR DE CÁLCULO
El valor de cálculo de una acción se obtiene multiplicando su valor representativo por el correspondiente
coeficiente parcial γF.
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• VALOR DE CÁLCULO
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• VALOR DE CÁLCULO
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• COMBINACIONES
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• COMBINACIONES
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• COMBINACIONES
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• COMBINACIONES
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BASES PARA LA COMBINACIONES DE ACCIONES
• COMBINACIONES
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• COMBINACIONES
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Resolución de la práctica
Sobrecarga de uso
w=10.8
n=3 (wi=3m)
Area
remanente
carril 3
carril 2
carril 1
 Carga repartida (algunas de las posibles opciones)
sc1
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sc2
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sc3
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Resolución de la práctica
Sobrecarga de uso
 Vehículos pesados (algunas de las posibles ubicaciones de los vehículos pesados)
vp1
vp2
vp3
vp4
 Frenado y arranque
Qlk = 0.6 x 600 + 0.1 x 9 x 3 x 32 = 446.4 kN (1.292 kN/m2)
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PUENTES II, 5º Curso
Resolución de la práctica
Sobrecarga de uso
 Grupos de carga (Tabla 4.1-c
4 1 c de la IAP-11)
IAP 11)
gr1: carga verticales predominantes
gr2: acciones horizontales predominantes
gr3: carga de peatones (no procede)
gr4: Aglomeraciones (no procede)
Solo existirá en este caso gr1 y gr2
gr2, pero la posibilidad de ubicación de las acciones abren un
abanico muy grande de posibilidades para definir cada uno de estos grupos.
Algunas posibilidades:
gr1_1:
gr1_2:
gr1_3:
gr1 4:
gr1_4:
sc1 + vp1
sc1 + vp2
sc1 + vp3
sc1 + vp4
gr1_5:
gr1_6:
gr1_7:
gr1 8:
gr1_8:
sc2 + vp1
sc2 + vp2
sc2 + vp3
sc2 + vp4
gr2_1:
gr2_2:
gr2_3:
gr2 4:
gr2_4:
0.4sc1 + 0.75vp1 + Qlk
0.4sc1 + 0.75vp2 + Qlk
0.4sc1 + 0.75vp3 + Qlk
0.4sc1 + 0.75vp3 + Qlk
gr2
gr1
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Caminos, Canales y Puertos
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49
Ingeniería de Caminos, Canales y Puertos
PUENTES PÓRTICO
PUENTES II, 5º Curso
Resolución de la práctica
Accion térmica
 Componente
p
uniforme
Posible error en la norma, creo que
debe ser un signo -
Tmax,0.01  1.039Tmax  47.79 ºC
Tmin,0.01  1.1106Tmin  11.11 ºC
TN ,exp  48.79 ºC; TN ,con  29.11 ºC
 Componente gradiente vertical
TM ,heat  18 ºC;
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Caminos, Canales y Puertos
TM ,cool  13 ºC
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50
PUENTES PÓRTICO
Ingeniería de Caminos, Canales y Puertos
PUENTES II, 5º Curso
Resolución de la práctica
Accion térmica
Combinaciones de temperatura térmica uniforme y gradiente térmico
(8 combinaciones posibles)
t1: TM ,heat  0.35TN ,exp
t2 : 0.75TM ,heat  TN ,exp
t3 : TM ,heat  0.35TN ,con
t4 : 0.75TM ,heat  TN ,con
t5 : TM ,cool  0.35TN ,exp
exp
t6 : 0.75TM ,cool  TN ,exp
t7 : TM ,cool  0.35TN ,con
t8 : 00.75
75TM ,cool  TN ,con
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Caminos, Canales y Puertos
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51
PUENTES PÓRTICO
Ingeniería de Caminos, Canales y Puertos
PUENTES II, 5º Curso
Resolución de la práctica
Nieve
sk  0.4
0 4 kN / m 2  qk  0.32
0 32 kN / m 2
Viento transversal
Vb ,0  29 m/s  q  2.41 kN / m 2
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Caminos, Canales y Puertos
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Ingeniería de Caminos, Canales y Puertos
PUENTES PÓRTICO
PUENTES II, 5º Curso
Resolución de la práctica
Al
Algunas
combinaciones
bi
i
d ELU consideradas:
de
id d
- Con desplazamiento impuesto
- Sin el caso de carga de desplazamiento impuesto
C1 = 1.35 PP + 1.2 Descenso + 1.35 gr1_1 + 0.6 t1
C1b = 1.35 PP + 1.35 gr1_1 + 0.6 t1
C2 = 1.35 PP + 1.2 Descenso + 1.35 gr1_1 + 0.6 t7
C2b = 1.35 PP + 1.35 gr1_1 + 0.6 t7
C3 = 1.35 PP + 1.2 Descenso + 1.35 gr1_4 + 0.6 t1
C3b = 1.35 PP + 1.35 gr1_4 + 0.6 t1
C4 = 1.35 PP + 1.2 Descenso + 1.35 gr1_4 + 0.6 t7
C4b = 1.35 PP + 1.35 gr1_4 + 0.6 t7
C5 = 1.35 PP + 1.2 Descenso + 1.35 Viento + 0.8 nieve
C5 b= 1.35 PP + 1.35 Viento + 0.8 nieve
C6 = 1.35 PP + 1.2 Descenso + 1.35 t7 + 0.8 nieve
C6b = 1.35 PP + 1.35 t7 + 0.8 nieve
…
…
…
…
E.T.S. de Ingenieros de
Caminos, Canales y Puertos
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53
Ingeniería de Caminos, Canales y Puertos
PUENTES PÓRTICO
PUENTES II, 5º Curso
Resolución de la práctica
Geometría deformada de algunos casos de carga sin combinar
Peso propio
gr1_1
gr1_4
Descenso apoyo
t1
t7
E.T.S. de Ingenieros de
Caminos, Canales y Puertos
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54
Ingeniería de Caminos, Canales y Puertos
PUENTES PÓRTICO
PUENTES II, 5º Curso
Resolución de la práctica
Geometría deformada de algunos casos de carga sin combinar
gr2_1
gr2_4
Viento
Nieve
E.T.S. de Ingenieros de
Caminos, Canales y Puertos
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55
Ingeniería de Caminos, Canales y Puertos
PUENTES PÓRTICO
PUENTES II, 5º Curso
Resolución de la práctica
Movimientos en el extremo del puente más cargado (nudo central del tablero)
Nudo 7
Load Case
peso_total
descenso
gr1 1
gr1_1
gr1_4
gr2_1
gr2_4
t1
t7
nieve
viento
E.T.S. de Ingenieros de
Caminos, Canales y Puertos
U1
m
‐1.41E‐18
‐3.85E‐03
‐2.40E‐18
2 40E 18
1.16E‐03
1.91E‐03
2.78E‐03
2.86E‐17
‐1.49E‐17
‐4.09E‐20
‐1.36E‐18
Movimientos del Nudo 7
del Nudo 7
U2
U3
R1
R2
m
m
Radians
Radians
‐6.47E‐08 ‐1.85E‐03
‐1.80E‐04 2.02E‐19
‐5.33E‐03 ‐9.64E‐03
3.20E‐03 ‐1.29E‐03
‐7.30E‐05
7 30E 05 ‐5.72E‐03
5 72E 03
‐1.60E‐04
1 60E 04 4.01E‐19
4 01E 19
‐5.20E‐05 ‐1.28E‐03
1.24E‐04 ‐6.80E‐05
‐4.30E‐05 ‐3.72E‐03
‐1.57E‐04 ‐1.43E‐04
‐2.80E‐05 ‐3.88E‐04
5.60E‐05 ‐1.94E‐04
‐1.02E‐03 5.30E‐04
4.05E‐04 ‐2.14E‐18
6.11E‐04 ‐1.27E‐03
‐2.92E‐04 1.26E‐18
‐2.64E‐09 ‐5.70E‐05
‐7.16E‐06 0.00E+00
3.58E‐03 1.20E‐05
‐4.88E‐06 1.07E‐19
UNIVERSIDADE DA CORUÑA
R3
Radians
‐2.48E‐20
2.00E‐04
2 27E 20
2.27E‐20
1.30E‐05
‐1.69E‐06
8.18E‐06
2.53E‐18
‐1.70E‐18
0.00E+00
‐2.19E‐18
56
Ingeniería de Caminos, Canales y Puertos
PUENTES PÓRTICO
PUENTES II, 5º Curso
Resolución de la práctica
Momentos flectores
Peso propio
gr1_1
gr1_4
Max=268.15
Max=268
15 kNm
Min=-370.79 kNm
Max=841.60
Max=841
60 kNm
Min=-522.62 kNm
Max=486.14
Max=486
14 kNm
Min=-472.18 kNm
Descenso apoyo
Max=2118.34 kNm
Min=-376.94 kNm
E.T.S. de Ingenieros de
Caminos, Canales y Puertos
t1
t7
Max=791.30 kNm
Min=-178.26 kNm
Max=100.92 kNm
Min=-528.55 kNm
UNIVERSIDADE DA CORUÑA
57
Ingeniería de Caminos, Canales y Puertos
PUENTES PÓRTICO
PUENTES II, 5º Curso
Resolución de la práctica
Momentos flectores
gr2_1
gr2_4
Viento (M22)
Max=590.76 kNm
Min=-664.50 kNm
Max=366.49 kNm
Min=-313.01 kNm
Max=37.84 kNm
Min=-37.84 kNm
Nieve
Max=8.74 kNm
Min=-12.07 kNm
E.T.S. de Ingenieros de
Caminos, Canales y Puertos
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58
PUENTES PÓRTICO
Ingeniería de Caminos, Canales y Puertos
PUENTES II, 5º Curso
Resolución de la práctica
Comprobaciones estructurales
Se realizarán de acuerdo a la EAE
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
Resistencia de las secciones (N+M, M+V, N+M+V, V+T, M+T).
Análisis de pandeo.
Flechas admisibles (≈ L/500).
Pandeo lateral.
Abolladura por tensiones de compresión, abolladura del alma por cortante,
pandeo local del alma.
Vibraciones.
Rotura frágil.
Uniones.
Fatiga
…
E.T.S. de Ingenieros de
Caminos, Canales y Puertos
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59
PUENTES PÓRTICO
Ingeniería de Caminos, Canales y Puertos
PUENTES II, 5º Curso
Resolución de la práctica
Comprobaciones estructurales
El programa S
Sap2000
2000 iincluye
l
una h
herramienta
i t d
de di
diseño
ñ que realiza
li lla verificación
ifi
ió d
de
los estados límite correspondientes a:
–
–
–
–
Elementos sometidos a fuerza axil (limitaciones de tensión y pandeo)
Elementos solicitados a momentos flectores (tensional y pandeo lateral)
Elementos solicitados a esfuerzos cortantes (tensional y pandeo por cortante)
Elementos solicitados a combinaciones de esfuerzos
1. Análisis de resistencia del material (flexión, axil y cortante)
2. Intestabilidad por pandeo
Flexo-compresión
Flexo-tracción
Entre las normativas contempladas se encuentra el Eurocódigo 3
NO realiza comprobaciones de piezas sometidas a torsión
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Ingeniería de Caminos, Canales y Puertos
PUENTES PÓRTICO
PUENTES II, 5º Curso
Resolución de la práctica
Resultado de las comprobaciones con el Eurocódigo 3
• Se incluyen
y en la comprobación
p
las 6 combinaciones definidas anteriormente
• Se observa fallo a flexión en las barras transversales del tablero en el extremo donde se introduce el desplazamiento
impuesto y donde se ubica el carril virtual 1
• El pilar afectado del descenso impuesto y el contiguo no cumplen las limitaciones a flexión
Ratio (valor de cálculo/valor límite)
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Caminos, Canales y Puertos
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PUENTES PÓRTICO
PUENTES II, 5º Curso
Resolución de la práctica
Resultado de las comprobaciones con el Eurocódigo 3
Ratio (valor de cálculo/valor límite)
E.T.S. de Ingenieros de
Caminos, Canales y Puertos
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62
Ingeniería de Caminos, Canales y Puertos
PUENTES PÓRTICO
PUENTES II, 5º Curso
Resolución de la práctica
Resultado de las comprobaciones con el Eurocódigo 3
• Se realizan las mismas comprobaciones eliminando de las combinaciones el caso de carga de descenso impuesto
• Ninguna
Ni
b
barra iincumple
l llas comprobaciones
b i
• El segundo pórtico contiene las barras más solicitadas como cabe esperar de acuerdo a la ubicación de carriles virtuales
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Caminos, Canales y Puertos
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Ingeniería de Caminos, Canales y Puertos
PUENTES PÓRTICO
PUENTES II, 5º Curso
• Influencia de articular la cabeza de las pilas
Mf_máx = 1825.06 kN·m para C1b
Mf_mín = -1119.68 kN·m para C1b
SIN ARTICULAR
Mf_máx = 1995.17.32 kN·m para C1b
Mf_mín = -939.68 kN·m para C1b
ARTICULADO
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Caminos, Canales y Puertos
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Ingeniería de Caminos, Canales y Puertos
PUENTES PÓRTICO
PUENTES II, 5º Curso
• Influencia de articular la cabeza de las pilas
Mf_máx = 2243.74 kN·m para C1
Mf_mín = -1827.92 kN·m para C1
SIN ARTICULAR
Mf máx = 2453.11
Mf_máx
2453 11 kN·m
kN m para C1
Mf_mín = -1851.24 kN·m para C1
ARTICULADO
E.T.S. de Ingenieros de
Caminos, Canales y Puertos
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PUENTES PÓRTICO
Ingeniería de Caminos, Canales y Puertos
PUENTES II, 5º Curso
• Influencia de inclinar las pilas
Mf_máx = 1825.06 kN·m para C1b
Mf_mín = -1119.68 kN·m para C1b
H=358 kN
SIN ARTICULAR
Mf_máx = 1812.34 kN·m para C1b
Mf_mín = - 1135.57 kN·m para C1b
ARTICULADO
H=110 kN
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Ingeniería de Caminos, Canales y Puertos
PUENTES PÓRTICO
PUENTES II, 5º Curso
APLICACIONES DE UTILIDAD
CREAR TABLAS DE RESULTADOS
• Tratamiento en EXCEL
Nº de combinación y barras que superan |M|=1800 kN·m
|N| = 250 kN
• Tratamiento en SAP2000
Nº de combinación y barra donde se produce el máx. flector
HACER SELECCIONES Y OBTENER RESULTADOS
• Tipos de selección
• Hacer grupos
Obtener los movimientos de los nudos del pórtico nº 2 y los
esfuerzos de las barras transversales
HACER ENVOLVENTES
Obtener la envolvente de momentos flectores en el tablero
debido a todas las combinaciones
MODIFICACIONES DEL MODELO
• Uso del comando “Interactive Database Editing”
E.T.S. de Ingenieros de
Caminos, Canales y Puertos
Introducir dos combinaciones más y
acortar los vanos laterales 2 metros
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