Diseño de puentes -jack_lopez_jara_aci-peru

Diseño de Puentes
AASHTO LRFD
SUB-ESTRUCTURA
JACK LÓPEZ JARA, MS PE

Conceptos Básicos para el Dimensionamiento
de Sub-Estructuras de Puentes
 CARGAS ACTUANTES
 COMBINACIONES DE CARGA
 ANALISIS DE ESTABILIDAD
 DISEÑO ESTRUCTURAL

Introducción a la Metodología de
Diseño LRFD
 Tradicionalmente el diseño de la sub-estructura de puentes ha empleado los
criterios de diseño ASD (Allowable Stress Design)
 Las cargas actuantes eran comparadas a la capacidad ultima reducida por un
factor de seguridad FS
 Así la expresión general para el diseño ASD para una estructura sometida a la
acción de cargas vivas y muertas tiene la forma:
Donde: S DL = cargas muertas aplicadas al elemento en consideración
S LL = cargas vivas aplicadas al elemento en consideración
Ru = Resistencia ultima FS = Factor de Seguridad

Metodología de Diseño LRFD
 La metodología LRFD (Load and Resistance Factor Design) es un nuevo enfoque que
permite desarrollar diseños de manera racional, tomando en consideración los niveles
de incertidumbre en las cargas y en la resistencia de los componentes.
 Empleando el caso sencillo de una estructura sometida a cargas muertas y cargas
vivas, la siguiente ecuación muestra los parámetros de diseño LRFD
 Donde:
DL = Cargas muertas LL = Cargas Vivas
gDL = Factor de carga para DL gLL = Factor de carga para LL
h = factor de carga aplicado a la combinación (Redundancia, ductilidad,etc)
F = Factor de reducción de capacidad
Rn = Capacidad nominal

Expresión General para Diseño LRFD
Donde:
h = Modificador de carga relacionado a la ductilidad, redundancia
e importancia operacional de la estructura
gi = Factor de carga, es un multiplicador aplicado a los efectos de
las fuerzas actuantes determinado estadísticamente
Qi = Efectos de fuerza
F = Factor de resistencia, es un multiplicados aplicado a la
resistencia nominal y determinado de manera estadística
Rn = Resistencia Nominql
Rr = F Rn = Resistencia factorada

Expresión General para Diseño LRFD

CARGAS ACTUANTES : CARGAS PERMANENTES
 AASHTO clasifica las cargas actuantes como cargas PERMANENTES o como cargas
TRANSITORIAS.
 Las cargas PERMANENTES son aquellas que se encuentran presentes la mayor parte del
tiempo durante la vida de la estructura. El orden de magnitud de las cargas
permanentes es predecible
 Las siguientes son las cargas identificadas por AASHTO como cargas permanentes:
 Peso Propio de los Componentes Estructurales (DC)
 Cargas Muertas (DW)
 Empuje de Tierras Vertical (EV)
 Empuje de Tierras Horizontal (EH)
 Sobre carga de Tierras (ES)
 Fricción Negativa “Downdrag” (DD)
 Cargas “Encerradas” (Locked-in) en la estructura por proceso constructivo (EL)

CARGAS ACTUANTES : CARGAS TRANSITORIAS
 Las siguientes son las cargas identificadas por AASHTO como cargas transitorias:
 Carga Viva Vehicular (LL+IM)
 Cargas de Frenado (BR)
 Cargas Centrifugas (CE)
 Carga Viva Peatonal (PL)
 Cargas de Viento en la estructura(WS)
 Cargas de Viento en la carga viva (WL)
 Variaciones de Temperatura Uniforme (TU)
 Gradiente de Temperatura (TG)
 Acciones de Sismo (EQ)
 Etc..

CARGAS PERMANENTES (DC,DW)
 CARGAS DE PESO PROPIO (DC) Y CARGA MUERTA (DW)

CARGAS PERMANENTES: EMPUJE DE TIERRAS
 La rigidez de la estructura y las características del material contenido son los
factores que influyen de manera mas significativa en el desarrollo de las
presiones horizontales de tierras.
 Las estructuras que pueden movilizarse o deflectarse alejándose del suelo
contenido pueden desarrollar un estado activo de presiones en la masa de
suelo.
 Las estructuras que se encuentran restringidas al movimiento deben ser
diseñadas para resistir una distribución de presiones de tierra en reposo.
 Las estructuras que se encuentran forzadas a deflectarse horizontalmente
contra un suelo contenido deben ser diseñadas para resistir una presión de
tierras pasiva.
 AASHTO considera el empuje pasivo no como una carga sino como un
componente de resistencia.

 DEFLEXIONES LATERALES PARA DESARROLLAR PRESION ACTIVA Y PASIVA

 TERMINOLOGIA

La presión de tierras horizontal (p)varia linealmente en forma proporcional a la
profundidad.
Se encuentra definida por la siguiente ecuación (AASHTO 3.11.5.1)
Donde:
p = Presión de Tierras Lateral
gs = Peso unitario del suelo
Z = Profundidad debajo de la superficie
K = Coeficiente de empuje lateral de tierras
Ko : Para elementos que no se deflectan o mueven
Ka : Para elementos que se desplazan lo suficiente para desarrollar la
presión activa.
Kp : Para elementos que se desplazan lo suficiente para desarrollar las
condiciones de presión pasiva.

COEFICIENTE DE PRESION EN REPOSO
COEFICIENTE DE PRESION ACTIVA
COEFICIENTE DE PRESION PASIVA (Coeficiente Kp conforme con US
Department of Navy)

Coeficientes de Empuje Pasivo (US Department of Navy)

COEFICIENTES DE EMPUJES DE TIERRA
TEORIA RANKINE ( b = 0.00 Q=90 d = 0.00 )
 EMPUJE EN REPOSO
Ko = 1 – sen (F’)
 EMPUJE ACTIVO
Ka = tan 2 ( 45 – F´/2 )
EMPUJE PASIVO
Kp = tan 2 (45 + F´/2 )

CARGAS PERMANENTES:
EMPUJE POR SOBRECARGA (ES)
Donde:
Dp = Presión horizontal por sobre carga
Ks = Coeficiente de empuje de tierras (Ka para condiciones
de empuje activo, Ko para condiciones de empuje en
reposo)
qs = Sobre carga uniforme aplicada en la superficie superior
de la cuña de falla

CARGAS PERMANENTES:
EMPUJE POR SOBRECARGA (ES)

CARGAS PERMANENTES:
EMPUJE VERTICAL (EV)
La presión vertical de tierras actúa en la cara superior de las zapatas
y en las cara enterradas inclinadas de pantallas de muros y estribos.
La carga se determina multiplicando el volumen del relleno por su
peso especifico.

CARGAS PERMANENTES:
FRICCION NEGATIVA “DOWN-DRAG” (DD)
Las cimentaciones profundas construidas a través de estratos de suelo
que son susceptibles a asentamiento experimentan el fenómeno de
“Fricción Negativa”.
Dependiendo del tipo de material que conforman los estratos de suelo,
el calculo de la carga de fricción negativa se hace según los Métodos
a , b o g
• Método a (Suelos cohesivos)
• Método b (Suelos no-cohesivos)
• Método g (Suelos con cohesión y fricción)

CARGAS PERMANENTES:
FRICCION NEGATIVA “DOWN-DRAG” (DD)

CARGAS TRANSITORIAS : Carga Viva Vehicular
La carga viva vehicular (HL-93 )de la Especificación AASHTO LRFD esta conformada por la
combinación de: Camión de Diseño + Carga Distribuida o
Tándem de Diseño + Carga Distribuida
 Camión de Diseño : Corresponde al camión HS20-44 de 32.6Ton (72kip) con eje delantero
de 3.63Ton (kip) y 2 ejes posteriores de 14.52Ton (32Kip). La distancia entre líneas de
ruedas es de 1.80m
 Tándem de Diseño: Conformado por 2 ejes de 110kN (25kip) espaciados
longitudinalmente 1.20m y con distancia entre ejes de ruedas de 1.80m
 Carga Distribuida: Consiste de una carga de 0.95 ton/m (0.64kip/ft) distribuida
uniformemente en dirección longitudinal, y aplicada transversalmente en un ancho de
3.00m. A diferencia de la carga HS20 no considera cargas concentradas.

Ratios “Exclusion Vehicle” – vs HS20 Ratios “Exclusion Vehicle” – vs HL93

FACTOR DE AMPLIFICACION DINAMICA (IM)
• Los efectos dinámicos de la carga vehicular se incorporan por medio
de un factor de amplificación que toma en cuenta los efectos de:
• Rugosidad e imperfecciones en la superficie de la vía
• Peso del vehículo y numero de ejes
• Velocidad del vehículo
• Características del puente (luz, tipo,etc)
• Aplicado solo a la carga estática de camión de diseño o tándem de
diseño como ( 1 + IM / 100 )
• No se aplica en elementos completamente enterrados

FACTORES POR MULTIPLES VIAS CARGADAS
Estos factores toman en consideración la probabilidad de aplicación
simultanea de la carga viva vehicular en diferentes carriles.
La especificación AASHTO LRFD fue calibrada estadísticamente con un
par de vehículos. Esto explica el factor de múltiple presencia 1.20 para
una vía cargada.
AASHTO indica que una vereda con carga peatonal combinada con una
o múltiples carriles de carga viva vehicular puede considerarse como un
carril vehicular para fines de aplicación del factor de múltiples vías
cargadas.

CARGAS TRANSITORIAS : Cargas de Frenado (BR)
Representa la fuerza horizontal de frenado a lo largo del puente
que debe ser resistida por la sub-estructura.
AASHTO especifica que esta fuerza debe se el mayor de :
 25% de la carga de camión o dela carga tándem en cada vía
asumiendo que todo el trafico circula en la misma dirección
 5% de la suma de la carga de camión + carga distribuida asumiendo
que todo el trafico circula en la misma dirección
 5% de la suma de la carga de tándem + carga distribuida asumiendo
que todo el trafico circula en la misma dirección
La fuerza de frenado se aplica a una distancia de 1.80m por encima del
nivel de la superficie de rodadura.
Los factores de múltiples vías cargadas aplican.

CARGAS TRANSITORIAS : Fuerza Centrifuga (CE)
Los vehículos que circulas sobre puentes en alineamiento curvo generan una fuerza
centrifuga que debe ser considerada en el diseño.
AASHTO estima la fuerza centrifuga como el producto de las cargas de eje del camión o
tándem por un factor “C”, el cual se determina según la siguiente expresión:
Donde:
V = velocidad de diseño (m/seg)
g = aceleración de la gravedad (m/sec2)
R = Radio de curvatura de la vía (m)
f = 4/3 para estados limites de servicio y resistencia, 1.00 para el estado limite de fatiga.
La carga se aplica a una distancia vertical de 1.80m por encima de la superficie de
rodadura. La velocidad de diseño debe ser mayor o igual a los valores especificados en
“A Policy of Geometric Design of Highway and Street ” AASHTO 1990.
Los factores de múltiples vías cargadas aplican.

CARGAS TRANSITORIAS : Fuerzas de Fricción (FR)
Las fuerzas de fricción se generan por el deslizamiento relativo entre
elementos. Se recomienda emplear los valores extremos para los
coeficientes de fricción cuando se evalúan sus efectos.
El efecto de la humedad y el deterioro de las superficies de deslizamiento
deben de tomarse en consideración al determinar los coeficientes de
fricción.

CARGAS TRANSITORIAS : Carga Viva Peatonal (PL)
Puentes vehiculares que soporten veredas o ciclo-vías deben ser diseñados para la carga
Viva peatonal (PL) establecida en la especificación.
AASHTO especifica una carga peatonal de 367kg/m2 (75psf) para puentes con veredas de mas
de 600mm de ancho.
Puentes Peatonales deben diseñarse para la carga establecida en la Especificación AASHTO
LRFD para el Diseño de Puentes Peatonales. Carga de diseño de 440kg/m2 (90psf)
50 psf (244kg/m2) 100 psf (488kg/m2 ) 150 psf ( 732kg/m2 )

CARGAS TRANSITORIAS: SISMO
 El aspecto de diseño sísmico de estructuras de puentes es un tema bastante
complejo, que requiere un especial tratamiento que va mas allá de los alcances
de esta presentacion.
 En los ultimo años se ha tenido un giro radical en las metodologías de diseño,
que permiten ahora desarrollar diseño racionales y seguros empleando las mas
recientes técnicas de análisis (Análisis Sísmico Inelástico) y de diseño (Diseño por
Capacidad).
 A fines del año 2009, AASHTO publico la primera edición de la Especificación
Guía para el diseño sísmico de puentes por la metodología LRFD”, en la cual se
incorporan las experiencias y lecciones aprendidas en diseño sísmico de puentes
como resultado de los sismos de Loma Prieta (1989) y Northridge (1994). A
consecuencia de estos devastadores sismos el Departamento de Transportes de
California inicio un extenso programa de investigación que finalmente ha sido
incorporado en las nuevas especificaciones de diseño.

CARGAS TRANSITORIAS: SISMO
EMPUJE DINAMICO DE TIERRAS
(Método de Monobe-Okabe)
La presión horizontal en estructuras de retención es amplificada durante el
evento sísmico debido a la aceleración en la masa de tierra contenida.
El método de Mononobe-Okabe es un método de análisis que permite
determinar una presión de tierras estática equivalente.
El método es aplicable cuando:
 La estructura puede deflectarse lo suficiente para movilizar la presión
activa en el suelo contenido
 El relleno esta conformado por material no-cohesivo y no-saturado
 La cuña de falla esta definida por una superficie plana
 La aceleración de uniforme en la masa de suelo contenido

EMPUJE DINAMICO DE TIERRAS
(Método de Monobe-Okabe)

COMBINACIONES DE CARGA – AASHTO LRFD

FACTORES DE CARGA – CARGAS PERMANENTES

Combinaciones de Carga AASHTO LRFD
Estado Limite de Resistencia
 RESISTENCIA I : Combinación de carga básica correspondiente al uso normal
vehicular del puente sin viento
 RESISTENCIA II : Combinación de carga correspondiente al uso del puente con
vehículos especiales sin viento
 RESISTENCIA III : Combinación de carga correspondiente al puente expuesto a
vientos con velocidades de mas de 90km/hr (50mph) sin cargas vivas
 RESISTENCIA IV : Combinación de carga para estructuras con relación de carga
muerta/carga viva elevada (>7.00 para tramos de mas de 75m de luz)
 RESISTENCIA V : Combinación de carga correspondiente al uso normal vehicular
del puente con vientos con velocidad de 90km/hr

Estado Limite de Servicio
 SERVICIO – I : Combinación de carga correspondiente a la operación normal del
puente con vientos de 90km/hr
 SERVICIO – II : Combinación de carga para controlar la fluencia de estructuras de
acero y el deslizamiento en conexiones criticas a deslizamiento debido al paso de
cargas vehiculares.
 SERVICIO – III : Combinación de carga para verificar los esfuerzos de tracción en
super-estructuras de concreto pre-esforzado con el objetivo de controlar el
fisuramiento.
 SERVICIO IV : Combinación de carga para verificar la tensión en columnas de
concreto pre-esforzado con el objetivo de controlar el fisuramiento

Estados Limite de Evento Extremo y Fatiga
 EVENTO EXTREMO – I : Combinación de carga con SISMO
 EVENTO EXTREMO – II : Combinación de carga correspondiente a la
colisión de navíos o vehículos contra el puente
 FATIGA : Combinación de carga para evaluar fatiga y fractura en
los componentes estructurales debido a cargas vehiculares
repetitivas

ANALISIS DE ESTABILIDAD
La especificación AASHTO LRFD requiere verificar la estabilidad
de las estructuras en el Estado Limite de Resistencia.
Capacidad Portante
Estabilidad a Volteo
Verificación de excentricidad
Estabilidad a Deslizamiento

La especificación AASHTO LRFD requiere verificar la estabilidad
de las estructuras en el Estado Limite de Resistencia:
Evaluación de Presiones Transmitidas ( qu < F qn )
Estabilidad a Volteo (excentricidad)
Estabilidad a Deslizamiento ( Ru < F Rn )

Verificación por Capacidad Portante - Factores de Carga

Verificación por Excentricidad y Deslizamiento
Factores de Carga

Factores de Carga para sobrecargas (LS)

Evaluación de Presiones Transmitidas
Estructuras cimentadas en suelos (distribución uniforme):
Estructuras cimentadas en roca (distribución lineal):
Para e < B/6 : Para e > B/6 :

Estructuras cimentadas en suelos (distribución uniforme de presiones)

Estructuras cimentadas en roca (distribución lineal de presiones)

ANALISIS DE ESTABILIDAD - Presión Transmitida
FACTORES DE REDUCCION A CAPACIDAD PORTANTE NOMINAL

Estabilidad a Volteo (Excentricidad)
Para estructuras cimentados en suelo, la ubicación de la
resultante de la fuerza de reacción debe estar ubicada en la
mitad central de la base ( e < 0.25 B )
Para estructuras cimentadas en roca, la ubicación de la
resultante de la fuerza de reacción debe estar ubicada en los
tres-cuartos centrales de la base ( e < 0.375 B )

Estabilidad a Deslizamiento
La resistencia factorada a la falla por deslizamiento es:
RR = F Rn = Ft Rt + Fep Rep
Donde:
Rt = resistencia nominal por fricción entre el suelo y la fundación
Ft = factor de resistencia para fricción entre suelo y fundación
Rep = resistencia nominal pasiva del suelo
Fep = factor de resistencia a resistencia pasiva

ANALISIS DE ESTABILIDAD A DESLIZAMIENTO
Factores de Reducción a capacidad por deslizamiento

Diseño Estructural
Diseño de elementos de Concreto Armado
Estado Limite de Resistencia:
La resistencia nominal reducida FRn debe ser superior a las cargas
actuantes factoradas
Estado Limite de Servicio:
Se debe controlar los esfuerzos en el concreto y en la armadura de
refuerzo para limitar el fisuramiento.

Diseño por Flexión (Estado Limite de Resistencia)

Diseño por Flexión (Estado Limite de Servicio)
As
b d
:=
k 2 n  n( )
2
+ n-:=
j 1
k
3
-:=
fs
Ms
As j d
:=
fc
Ms
1
2
j k b d
2

:=

Diseño por Flexión (Estado Limite de Servicio)
La especificación requiere limitar el espaciamiento “s” de la armadura de
refuerzo según la siguiente expresión:
Donde:
ge = Factor de exposición 1.00 (Clase 1) : Fisura máxima = 0.43mm
Factor de exposición 0.75 (Clase 2) : Fisura máxima = 0.32mm
dc = Distancia de la fibra extrema en tensión al centroide de la barra
de refuerzo
h = Peralte del componente

Diseño por Corte (Estado Limite de Resistencia)
Diseño por cortante según le Teoría Modificada de Campo de
Compresiones (MCFT)

La resistencia nominal a corte es la menor de las resistencia
calculadas con las siguientes expresiones:
Las resistencias a corte proporcionadas por el concreto y la armadura
de refuerzo son:

El coeficiente b es un indicador de la capacidad del concreto
fisurado para transmitir fuerzas de corte y es función de la
deformación unitaria a tracción en el centroide de la armadura de
refuerzo es

Para secciones que cumplen los requerimientos de armadura mínima a
corte:
Para secciones con menos de la armadura mínima
a corte:
El ambos casos el ángulo de inclinación es:

EJEMPLO DE DISEÑO: Sub-Estructura

GEOMETRIA de Estribos - Elevacion

GEOMETRIA de Estribos – Secciones Típicas

PARAMETROS DE DISEÑO
Propiedades del Material de Relleno:
gs = 2 ton/m3
F = 32 grados
ko = 0.470
ka = 0.307
kp = 3.255
m = 0.600
Peso unitario de elementos de concreto armado:
gc = 2.50 ton/m3
Sobrecarga viva:
w sc = 1.2 ton/m2
Aceleracion Sismica:
PGA = 0.40 g
kh = 0.20 g
Kae = 0.44

PARAMETROS DE DISEÑO
Reacciones Super-estructura (Por Tablero)
DC1 = 112.08 ton
DC2 = 143.62 ton
DW = 41.58 ton
LL+IM = 131.04 ton
BR = 21.23 ton (Apoyo Fijo)
Friccion = 0.00 ton (Apoyo Fijo)
EQ = 237.82 ton (Apoyo Fijo)

GEOMETRIA
Geometria Estribo:
H1 = 1.20 m
H2 = 5.50 m
H3 = 1.40 m
H4 = 1.76 m
H = 9.86 m
H relleno frontal= 1.00 m
B1 = 4.30 m
B2 = 3.80 m
B = 8.10 m
T1 = 1.00 m
T2 = 0.30 m
T3 = 0.00 m
T4 = 0.40 m
W = 17.20 m (Ancho de Pantalla)
Wzapata = 18.40 m (Ancho de Zapata)

DETERMINACION DE ACCIONES “RESISTENTES”
Volumen Peso xi yi Mi
(m3) (ton) (m) (m) (ton-m)
Zapata 178.85 447.12 4.05 0.60 1810.84
Muro Frontal 94.60 236.50 3.80 3.95 898.70
Viga Cabezal 31.30 78.26 3.95 7.40 309.13
Pantalla 12.11 30.27 4.40 8.98 133.20
Relleno 549.71 1099.42 6.25 5.45 6873.50
Relleno Frontal 56.76 113.52 1.65 1.70 187.31
R Super (DC) -- 255.70 3.80 971.66
R Super (DW) -- 41.58 3.80 158.00
R Super (LL) -- 131.04 3.80 497.95
Sobrecarga wsc -- 72.24 6.35 -- 458.72
Fuerza H -- yi Mi
(ton) (m) (ton-m)
Empuje Pasivo -- 270.94 -- 0.73 198.69
xi = Distancia horizontal a la punta de la zapata
yi = Distancia vertical a la punta de la zapata
FUERZASRESISTENTES

DETERMINACION DE ACCIONES “ACTUANTES”
FUERZAS ACTUANTES Fuerza H -- yi Mi
(ton) (m) (ton-m)
Empuje (Ka) -- 513.79 -- 3.29 1688.66
Empuje LL (Ka) -- 62.53 -- 4.93 308.27
Empuje (Ko) -- 786.06 -- 3.29 2583.51
Empuje LL (Ko) -- 95.67 -- 4.93 471.63
Friccion -- 0.00 -- 8.10 0.00
Frenado -- 21.23 -- 8.10 172.00
Sismo Superestructura -- 237.82 -- 8.10 1926.37
Empuje Dinamico (EAE) -- 737.09 -- 4.93 3633.83
Inercia Estribo -- 158.43 -- -- 410.68
Inercia Relleno (50%) 109.94 -- 5.45 599.01
yi = Distancia vertical a la punta de la zapata

ANALISIS DE ESTABILIDAD A VOLTEO (Excentricidad)

ANALISIS DE ESTABILIDAD A VOLTEO (Excentricidad)
Analisis de Estabilidad - AASHTO LRFD - Estado Limite de Resistencia
EXCENTRICIDAD
0.90 DC + 1.50 EPH (Ka) + 1.00 EPV + 1.75 EPHsc (Ka) + ( 0.90 DCSuper + 0.65 DW Super + 1.75 BR Super )
MA = 3373.5 Ton-m
MR = 10874.7 Ton-m
SV = 2183.0 Ton
M = MA - MR + SV * B/2 = 1340.1 Ton-m
e = M / SV = 0.61 m
e/B = 0.08 e/B max = 0.25
D/C = 0.30 ..Ok

DESLIZAMIENTO
0.90 DC + 1.50 EPH (Ka) + 1.00 EPV + 1.75 EPHsc (Ka) + ( 0.90 DCSuper + 0.65 DW Super + 1.75 BR Super )
FA = 917.27 Ton
SV = 2183.04 Ton
m = 0.600
Normal * m = 1309.82 Ton
PEP (Empuje Pasivo) = 270.94 Ton
Ft = 0.8
Fep = 0.5
FR = Ft * ( SV * m ) + Fep * PEP
F FR = 1183.33 Ton
D/C = FA / FR = 0.78 ..Ok

ANALISIS DE ESTABILIDAD – Capacidad Portante

CAPACIDAD PORTANTE
1.25 DC + 1.35 EPH(Ko) + 1.35 EPV + 1.75 EPHsc (Ko) + 1.75 EPVsc + ( 1.25 DCSuper + 1.50 DW Super + 1.75 LL+IMSuper + 1.75 BR Super )
MA = 4614.1 Ton-m
MR = 16597.7 Ton-m
SV = 3365.4 Ton
M = MA - MR + SV * B/2 = 1646.3 Ton-m
e = M / SV = 0.489 m
e/B = 0.06
qa = 25.7 ton/m2
qn = 60 ton/m2
F qn = 27.0 ton/m2
D/C = qa / Fqn = 0.95 ..Ok

ANALISIS DE ESTABILIDAD A VOLTEO
Estado Limite de Evento Extremo de Sismo
Analisis de Estabilidad - AASHTO LRFD - Estado Limite de Evento Extremo (Sismo)
EXCENTRICIDAD
DC + EPH + EPV + EPHEQ + INERCIA Estribo + INERCIA Relleno + ( DCSuper + DW Super + EQ Super )
MA = 6569.9 Ton-m
MR = 11342.3 Ton-m
SV = 2302.4 Ton
M = MA - MR + SV * B/2 = 4552.2 Ton-m
e = M / SV = 1.98 m
e/B = 0.24 e/B max = 0.33
D/C = 0.74 ..Ok

DESLIZAMIENTO
FA = 1243.28 Ton
SV = 2302.38 Ton
m = 0.600
Normal * m = 1381.43 Ton
PEP (Empuje Pasivo) = 270.94 Ton
Ft = 1
Fep = 1
FR = Ft * ( SV * m ) + Fep * PEP
F FR = 1652.36 Ton
D/C = FA / FR = 0.75 ..Ok

CAPACIDAD PORTANTE
MA = 6569.9 Ton-m
MR = 11342.3 Ton-m
SV = 2302.4 Ton
M = MA - MR + SV * B/2 = 4552.2 Ton-m
e = M / SV = 1.98 m
e/B = 0.24
qa = 30.2 ton/m2
F qn > 60.0 ton/m2
D/C = qa / Fqn = 0.50 ..Ok

DISEÑO ESTRUCTURAL DE LOS COMPONENTES
DEL ESTRIBO : ANALISIS ESTRUCTURAL

DEL ESTRIBO : DISEÑO POR FLEXION
TABLA RESUMEN: RESULTADOS ANALISIS ESTRUCTURAL - ESTRIBO
Combinacion de Carga
Permanente S1-Max S1-Min U1-Max U1-Min X1
Ubicacion (Ton-m) (Ton-m) (Ton-m) (Ton-m) (Ton-m) (Ton-m)
M(+) Punta 71.61 90.20 85.31 127.03 111.77 163.64
M(-) Talon 42.77 53.51 58.25 78.56 94.42 133.34
M(-) Pantalla 104.80 135.24 134.48 194.52 192.02 310.67
M(-) Parapeto 0.86 1.73 1.73 2.69 2.69 8.46

(Estado Limite de Resistencia)
Propiedades de Material:
f'c = 280 kg/cm2 Ec = 250998 kg/cm2
fcr = 51.83 Es = 2100000 kg/cm2
fy = 4200 kg/cm2 n = 8.367
Calculo Indice Demanda/Capacidad : Estados Limites de Resistencia y Evento Extremo
Mu 4/3 Mfact 1.20 Mcr b h d As As a F Mn D/C
(Ton-m) (Ton-m) (Ton-m) (cm) (cm) (cm) (cm2) (cm) (Ton-m)
163.64 218.19 149.27 100 120 111.23 #8 @.125 40.80 7.20 184.43 0.89
149.27 177.79 149.27 100 120 111.23 #8 @.125 34.00 6.00 154.55 0.97
310.67 414.23 149.27 100 120 111.83 2 #11 @.25 84.80 14.96 371.64 0.84
11.28 11.28 16.59 100 40 34.2 #5 @.20 9.95 1.76 12.53 0.90

(Estado Limite de Servicio)
Propiedades de Material:
f'c = 280 kg/cm2 Ec = 250998 kg/cm2
fcr = 51.83 Es = 2100000 kg/cm2
fy = 4200 kg/cm2 n = 8.367
Estado Limite de Servicio : Calculo de Esfuerzos en Armadura y Concreto
Ms r = As/bd k j fs fs/fy bs s max fc fc/f'c
(Ton-m) (kg/cm2) (mm) (kg/cm2)
90.2 0.00367 0.219 0.927 2144.06 0.51 1.11 221 71.84 0.26
58.25 0.00306 0.202 0.933 1651.48 0.39 1.11 339 49.97 0.18
135.24 0.00758 0.298 0.901 1583.61 0.38 1.10 377 80.49 0.29
1.73 0.00291 0.198 0.934 544.24 0.13 1.24 1282 16.02 0.06

DEL ESTRIBO : DISEÑO POR CORTE
(Estado Limite de Resistencia)

DEL ESTRIBO : DISEÑO POR CORTE
Secciones Criticas a Corte

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