PUENTES II PRÁCTICA Nº 1: PUENTES PÓRTICO
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- Ángel Rico Aranda
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1 PRÁCTICA Nº 1: PUENTES PÓRTICO
2 PRÁCTICA Nº 1: PUENTES PÓRTICO Objetivos: Realización del modelo propuesto. Comentar resultados. Aprender alguna aplicación de utilidad.
3 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 distintos tipos de barras se indican en las figuras que se acompañan. Cada uno de los pórticos 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 de 4 kn/m 2 actuando sobre todo el puente o la mitad longitudinal del mismo. Dicha carga es recibida a través de los elementos longitudinales. Incremento térmico de 30º. Tren de cargas actuando en el centro del vano en las vigas 4, 5, 14 y 15. Tren de cargas actuando en el centro del vano en las vigas 14, 15, 24 y 25. Descenso vertical de 0.03 m en el nudo 55. PUENTES II Las características mecánicas del acero son: E = N / mm 2 ν = 0.3 ρ = 7.85t / m 3 σ = 240 N / mm 2 α = m / mº C Enunciado de la Hoja de Prácticas nº 1
4 Se desea: A partir de las acciones anteriores analizar el modelo estructural para las hipótesis de cargas más desfavorables. Realizar comprobaciones estructurales. PUENTES II Enunciado de la Hoja de Prácticas nº 1
5 Enunciado de la Hoja de Prácticas nº 1
6 Enunciado de la Hoja de Prácticas nº 1
7 Enunciado de la Hoja de Prácticas nº 1
8 IAP Instrucción sobre las Acciones a considerar en el Proyecto de Puentes de Carretera
9 IAP Instrucción sobre las Acciones a considerar en el Proyecto de Puentes de Carretera
10 IAP Instrucción sobre las Acciones a considerar en el Proyecto de Puentes de Carretera
11 IAP Instrucción sobre las Acciones a considerar en el Proyecto de Puentes de Carretera
12 CASOS DE CARGA Peso estructural + Peso de la losa 1.35 Carga permanente Sobrecarga + Tren Incremento térmico 1.5 ó 0.6 x 1.5 = ó 0.6 x 1.5 = 0.9 Cargas variables Descenso de apoyo 1.5 Carga permanente de valor no constante
13 Combinaciones de ELU consideradas: C1 = 1.35 CP (media SC+T1) T C2 = 1.35 CP (media SC+T2) T C3 = 1.35 CP (media SC+T1) T C4 = 1.35 CP (SC+T1) T C5 = 1.35 CP (SC+T1) T C6 = 1.35 CP (SC+T1) T D C7 = 1.35 CP (SC+T1) T D
14 Solución (archivo de Sap90): PUENTES II PUENTE FORMADO POR SEIS PóRTICOS. Práctica 1. Puentes II. SYSTEM L=7 :7 condiciones de carga. c caso 1 de carga: peso propio y carga permanente c caso 2 de carga: sobrecarga de uso en la mitad longitudial del puente (6m) c caso 3 de carga: sobrecarga de uso en todo el puente c caso 4 de carga: incremento térmico de 30 grados c caso 5 de carga: tren de cargas en el centro del vano en las vigas 4,5,14,15 c caso 6 de carga: tren de cargas en el centro del vano en las vigas 14,15,24,25 c caso 7 de carga: descenso de apoyo JOINTS c Tablero 1 X=-16 Y=0 Z=0 9 X=16 Y=0 Z=0 46 X=-16 Y=10 Z=0 54 X=16 Y=10 Z=0 Q=1,9,46,54,1,9 c Base de pilas 55 x=-10 Y=0 Z=-6 56 x=10 Y=0 Z=-6 65 x=-10 Y=10 Z=-6 66 x=10 Y=10 Z=-6 Q=55,56,65,66,1,2 RESTRAINTS 55 R=1,1,0,0,0,0 :restricciones en la articulación con descenso impuesto R=1,1,1,0,0,0 :restantes articulaciones de pilas R=0,1,1,0,0,0 :apoyos tablero - izquierda R=0,1,1,0,0,0 :apoyos tablero - derecha. FRAME NM=5 NL=7 Z=-9.8 c NM=5 indica que tenemos 5 tipos de secciones distintas. c NL=7 indica que tenemos 7 tipos de cargas distintas en barras. c Z=-9.8 indica que la gravedad actúa en esa dirección y en el LC=1.
15 c Tipos de secciones 1 SH=I T=1.2,0.8,0.02,0.02 E=2.1E8 G=8.1E7 W=7.85*5.52E-2 TC=1.2E-5 2 SH=I T=1.1,0.8,0.02,0.02 E=2.1E8 G=8.1E7 W=7.85*5.32E-2 TC=1.2E-5 3 SH=I T=1,0.8,0.02,0.02 E=2.1E8 G=8.1E7 W=7.85*5.12E-2 TC=1.2E-5 4 SH=I T=0.4,0.8,0.02,0.02 E=2.1E8 G=8.1E7 W=7.85*3.92E-2 TC=1.2E-5 5 SH=I T=0.6,0.3,0.01,0.01 E=2.1E8 G=8.1E7 W=7.85*1.18E-2 TC=1.2E-5 c Tipos de cargas en barra 1 WG=0,0,-10.5 :peso proporcional de losa de hormigón (kn/m) (canto=0.3m, ancho=1.4m). 2 WG=0,0,-15 :peso proporcional de losa de hormigon (kn/m) (canto=0.3m, ancho 2m). 3 WG=0,0,-5.6 :sobrecarga de uso (kn/m) (ancho=1.4m) 4 WG=0,0,-8 :sobrecarga de uso (kn/m) (ancho=2m) 5 T=30 :incremento térmico de 30 grados 6 PLD=2.5,100 :carga concentrada del tren de cargas 7 PLD=1.5,100 :carga concentrada del tren de cargas c c Conectividad de las barras c c Tablero c Vano lateral izquierdo M=3,2,2 LP=2,0 NSL=1,3,0, NSL=2,4,0,5 G=1,10,9, NSL=2,0,4,5 G=1,10,9, NSL=1,0,3, M=2,1,2 NSL=1,3,0, NSL=2,4,0,5 G=1,10,9, NSL=2,0,4,5 G=1,10,9, NSL=1,0,3,5 c Vano central M=1 NSL=1,3,0, NSL=2,4,0,5 G=1,10,9, NSL=2,0,4,5 G=1,10,9, NSL=1,0,3, M=1 NSL=1,3,0,5, NSL=2,4,0,5,6, NSL=2,4,0,5,0, NSL=2,0,4, NSL=2,0,4, NSL=1,0,3, M=1 NSL=1,3,0,5, NSL=2,4,0,5,7, NSL=2,4,0,5,0,7
16 NSL=2,0,4, NSL=2,0,4, NSL=1,0,3, M=1 NSL=1,3,0, NSL=2,4,0,5 G=1,10,9, NSL=2,0,4,5 G=1,10,9, NSL=1,0,3,5 c Vano lateral derecho M=1,2,2 NSL=1,3,0, NSL=2,4,0,5 G=1,10,9, NSL=2,0,4,5 G=1,10,9, NSL=1,0,3, M=2,3,2 NSL=1,3,0, NSL=2,4,0,5 G=1,10,9, NSL=2,0,4,5 G=1,10,9, NSL=1,0,3,5 c Pilas M=4,1,2 NSL=0,0,0, M=4,1,2 NSL=0,0,0,5 G=4,10,2, M=1,4,2 NSL=0,0,0,5 G=5,10,9,2 c Arriostramientos M=5 LP=3,0 NSL=0,0,0,5 G=6,1,1, M=5 NSL=0,0,0,5 G=6,1,1, M=5 NSL=0,0,0,5 G=6,1,1, M=5 NSL=0,0,0,5 G=6,1,1, M=5 NSL=0,0,0,5 G=6,1,1,1 LOADS L=5 F=0,0, L=6 F=0,0,-100 DISPLACEMENTS 55 U=0,0,-0.03 PUENTES II COMBO 1 C=1.35,1.5, 0,0.9,1.5, 0,-5.25 :1.35CP+1.5SC(medio puente,tren en 4,14,5,15)+0.9T 2 C=1.35,1.5, 0,0.9, 0,1.5,-5.25 :1.35CP+1.5SC(medio puente,tren en 14,15,24,25)+0.9T 3 C=1.35,0.9, 0,1.5,0.9, 0,-4.65 :1.35CP+0.9SC(medio puente,tren en 4,14,5,15)+1.5T 4 C=1.35,1.5,1.5,0.9,1.5, 0,-6.75 :1.35CP+1.5SC(todo puente,tren en 4,14,5,15)+0.9T 5 C=1.35,0.9,0.9,1.5,0.9, 0,-5.55 :1.35CP+0.9SC(todo puente,tren en 4,14,5,15)+1.5T 6 C=1.35,1.5,1.5,0.9,1.5, 0,-5.25 :1.35CP+1.5SC(todo puente,tren en 4,14,5,15)+0.9T+1.5Descenso 7 C=1.35,0.9,0.9,1.5,0.9, 0,-4.05 :1.35CP+0.9SC(todo puente,tren en 4,14,5,15)+1.5T+1.5Descenso
17 Combinación de carga 1: PUENTES II Solución (Sap2000).
18 Combinación de carga 2: PUENTES II
19 Combinación de carga 3: PUENTES II
20 Combinación de carga 4: PUENTES II
21 Combinación de carga 5: PUENTES II
22 Combinación de carga 6: PUENTES II
23 Combinación de carga 7: PUENTES II
24 Resultados del nudo 5: Nudo 5 Combinación de carga Ux Uy Uz E E E Rx 6.875E E E E E Ry Rz E E-04 En metros y radianes
25 Influencia de articular la cabeza de las pilas Mf_máx = kn m Barras 5 y 6 para C1 Mf_mín = kn m Barras 4 y 7 para C1 SIN ARTICULAR Mf_máx = kn m Barras 5 y 6 para C1 Mf_mín = kn m Barras 4 y 7 para C1 ARTICULADO
26 Influencia de articular la cabeza de las pilas Mf_máx = kn m Barra 3 para C6 Mf_mín = kn m Barra 15 para C6 SIN ARTICULAR Mf_máx = kn m Barras 4 y 5 para C6 Mf_mín = kn m Barras 14 y 15 para C6 ARTICULADO
27 Influencia de articular la cabeza de las pilas Sin articular Articulado
28 Influencia de inclinar las pilas Mf_máx = kn m Barras 5 y 6 para C1 Mf_mín = kn m Barras 4 y 7 para C1 PILAS INCLINADAS H=353 kn Mf_máx = kn m Barras 5 y 6 para C1 Mf_mín = kn m Barras 4 y 7 para C1 PILAS VERTICALES H=110 kn
29 Influencia de inclinar y articular las pilas PUENTES II Mf_máx = kn m Barras 5 y 6 para C1 Mf_mín = kn m Barras 4 y 7 para C1 PILAS INCLINADAS H=353 kn Mf_máx = kn m Barras 5 y 6 para C1 Mf_mín = kn m Barras 4 y 7 para C1 PILAS VERTICALES H=0 kn
30 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 MODIFICACIONES DEL MODELO Uso del comando Interactive Database Editing Introducir dos combinaciones más y acortar los vanos laterales 2 metros
31 APLICACIONES DE UTILIDAD EMPLEO DE OFFSET EN BARRAS - End Offsets and Rigid-end factor - Offset de barras
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