analisis de la superestructura

8/17/2019 Analisis de La Superestructura

1/21

Clase No. 20

Título : Análisis longitudinal

Sumario: Capítulo 6. Análisis de la superestructura

• Introducción.• Método basados en el análisis longitudinal y transversal.• Análisis longitudinal.• Uso de la carga equivalente.• Ejemplos prácticos.• Análisis transversal.


2/21

Introducción• El análisis de la superestructura es algo que

hace algunos años requería de una serie desimplificaciones e hipótesis sobre elcomportamiento del mismo dado por la noexistencia de computadoras potentes quepermitieran programar procedimientosmatemáticos complejos los cuales permitenobtener resultados que están más acordescon el comportamiento de la superestructuraante el efecto de las diversas cargas quesobre ella actúan .


3/21

Introducción(cont)• De aquí que tradicionalmente se hayan utilizado

métodos de análisis de la superestructura basadosen un análisis longitudinal y uno transversal y yacon el desarrollo de la computación se han utilizado

métodos que abordan toda la superestructura en suconjunto (como un todo). Aunque es justo señalarque existen métodos basados en un análisislongitudinal y uno transversal que han sidosuficientemente comprobados con experiencias de

laboratorio, lo que ha conllevado a que se hanelaborado programas de computación para ello.


4/21

Analisis longitudinal.• Para la realización del análisis longitudinal

se considera a la superestructura del puentecomo una viga virtual sobre la cual se hacenincidir todas las cargas. Ahora bien, alconsiderar la carga actuante debeconsiderarse que la carga que tributa a laviga virtual variará. Los métodos de cálculotiene en cuenta este aspecto en el conceptode Momento total, fila y columna como severá y que simplifican el cálculo mediante elanálisis longitudinal tomando a la viga virtualque corresponde a un elemento cargado conuna columna de vehículos.


5/21

Métodos basados en análisis longitudinal ytransversal .


6/21

Análisis longitudinal (Cont.)

• Momento total, momento fila,cortante total y cortante fila:

• MT=Mfila.N, VT=Vfila.N.• Mcol= 2.Mfila , Vcol=2.Vfila,

luego:• Mfila=MT/N=Mcol/2,

Vfila=VT/N=Vcol/2 .


7/21

Uso de Cargas equivalentes.


8/21

Cargas equivalentes(Cont).

ii y P M c*

y

*ec q M , luego:

iie

Y P q

*


9/21

Cargas equivalentes.(Cont.)Posición del Vértice de la línea de influencia.

LongitudCargada(metros)

En el centro En el cuarto dela luz.

Al final

Carga N30 Carga N30 Carga N30.

4 72,0 88,0 96,0

5 65,3 75,5 80,6

6 58,7 65,8 69,3

7 52,9 58,1 60,7

8 48,0 52,0 54,7

9 43,9 47,0 50,710 40,3 42,9 47,0

11 37,3 40.3 43,8

12 34,7 38,0 41,0

13 33,1 35,9 38,5

14 31,6 34,0 36,2


10/21

Cargas equivalentes.(Cont)Posición del vértice de la Línea de Influencia.

Longitudcargada(metros).

En centro y cuarto dela luz.

Al final.

NK80 Nk80

4 180,0 220,0

5 166,4 205,0

6 160,0 186,7

7 150,2 169,7

8 140,0 155,0

9 130,4 142,2

10 121,5 131,2

11 113,7 121,5

12 106,7 113,3

13 100,3 106,0

14 94,7 99,5


11/21

Ejemplos prácticos.

1) Calcular el valor de la reacción de apoyoizquierdo para la viga que se muestra para elcamión de diseño de la carga HL 93:

2) Calcular la reacción de apoyo en B de laviga que se muestra para la carga N30.


12/21

Ejemplos prácticos.3) Calcular el momento flector en la sección e para la viga

continua que se muestra para la carga N30.

4) Calcular el momento flector y la fuerza cortante para lacarga N30 en L/2 y L/4 para la viga que se muestra.


13/21

Notas importantes.

• No debe olvidarse que los resultados obtenidos aquí sonpor columnas de vehículos y que para obtenerlos por filasde ruedas será necesario hacer una de las siguientescosas:

• Dividir por 2 los resultados obtenidos.• Realizar los cálculos para las cargas de ruedas y no por

ejes como se hizo.• En caso de utilizar la carga equivalente, esta se debe

dividir por dos al realizar los cálculos.• Se orienta realizar todos los cálculos anteriores para la

carga NK80.


14/21

Análisis transversal.• El objetivo del análisis transversal es determinar que

parte de la solicitación actuante tomara cada viga ocada faja por metro de ancho de losa dispuestas lascargas en su posición mas desfavorable.

•

La solicitación en cada uno de estos elementos serámayor ó menor de acuerdo a la posición de la cargay la rigidez transversal que tenga el tablero.

• Así para el caso de puentes de vigas se puedeestablecer que :

• M1+M2+M3+------------Mi+------------+Mn =MT• V1+V2+V3+--------------Vi +------------+Vn =VT.


15/21

Analisis transversal.(cont.)• Se puede establecer que:• M1= K1MT• M2= K2MT• ------------------• Mi= KiMT• Pero como: M1+M2+--------+ Mi+-----+Mn=MT,

dividiendo por MT queda:• K1t+K2t+ -----------+Kit+------+Knt =1• Siendo:• Kit : Coeficiente de distribución de una viga i

referido al momento total MT.• Este concepto de Kit es muy utilizado para el caso

de puentes hiperestáticos en forma de pórticos.


16/21

Coeficiente de distribucióntransversal.

Otra forma de expresar la distribución es mediante el uso delmomento por fila de ruedas, veamos:

Así, se puede hacer el análisis del momento flector que surge en la viga i debido a la actuación de las jfilas de ruedas que están presentes sea:La solicitación total en la viga i sera:Mi= Mi1+ Mi2 +-----------+M ii+-----+M ijMi=Mfila (K i1+K i2+-------+K ii+-------+K ij)


17/21

Coeficiente de distribucióntransversal

j

ij filai K M M 1

Luego: filai M M *


18/21

Coeficiente de distribución transversal.

• Es evidente que el coeficiente dedistribución transversal depende de :

• Número de vehículos en la sección

transversal.• Excentricidad de la fila con respecto al

centro de la sección transversal del tablero.•

Excentricidad de la viga con respecto alcentro de la sección transversal del tablero.• Características mecánicas del tablero( rigidez a flexión y a torsión).


19/21

Métodos para la distribución transversal.• El método de reducción de hiperestaticidad: Supone que las

vigas y losa están articulados en su punto de unión. Se aplica apuentes sin diafragmas sea, considera que no hay continuidadentre la viga y la losa de tablero. De ahí su nombre.

• El método de J. Courbón supone la estructura de rigidezinfinita transversalmente. Aplicable sólo a puentes de vigascon diafragmas.

•

El método de los coeficientes de la AASHTO. Aplicable adistintos tipos de tableros• Otro enfoque es el de sustituir la superestructura del puente

por una losa ortotrópica que se estudian en la teoría de laelasticidad. Se sustituye la superestructura por una losa virtualequivalente con las mismas rigideces medias a flexión y a

torsión que la superestructura real. En este enfoque estánincluidos métodos que se han desarrollado de formaexperimental.Algunos de ellos son los siguientes:

• El método de Guyon –Massonnet-Bares: Para puentes con osin diafragmas pero sin pretensazo transversal de la losa. Seincluye en este enfoque el método de Ricardo P Pama yAnthony R. Cussens que es mas general.


20/21

Métodos para la distribucióntransversal.

•

El método de la losa ortotrópica de Rene W. Walter. Se aplica apuentes de losas prefabricadas con ó sin pretensazotransversal. Se basa en resultados experimentales.

• Existen otros métodos que están basados en la teoría de losaisotrópica entre los cuales consideramos como mas importanteal método de Westergaard. Este se aplica a puentes de losas

fundidas in situ y a losas de tablero con trabajo en una soladirección.• En resumen puede plantearse que es suficiente el método de

• Para puentes de losas y losas de tablero fundidas in situ y contrabajo en una dirección, basta con el método de Westergaard,

método de reducción de hiperestaticidad, método de Courbóny el método de los coeficientes de la AASHTO• Estos métodos son los que serán objeto de estudio.


21/21

FIN

analisis de la superestructura

Documents