DISEÑO DE ELEMENTOS A TENSIÓN Y COMPRESIÓN

DISEÑO DE ELEMENTOS A TENSIÓN Y COMPRESIÓN

Para el viaducto mostrado en la Fig. 1,  se pide

1. Calcular el tamaño de la varilla roscados a los extremos

2. Calcular las platinas

3. Calcular la fuerza en el cable

4. Calcular el mástil usando un perfil I americano con contraventeo y sin contraventeo.

Diseño de las varillas

1. Para el diseño de las varillas que se unen al cable y esta unidos en el otro extremo roscado al contenedor del tubo, tenemos en cuenta la carga distribuida por acción del peso de agua, donde una barra soportara la mitad de la  carga de un extremo y la mitad del otro, es decir la carga de Sb/2.

qu= (Wl + WD)

Wl: Carga viva distribuida

WD: Carga Muerta distribuida

[pic 1][pic 2]

[pic 3]

La carga actuante y que está siendo soportada por las barras es

[pic 4]

Para la carga muerta tenemos el peso de tubo, el cual es de 60, 3 Kg/m, así que [pic 5]

[pic 6]

Hallamos la carga viva
[pic 7][pic 8]

[pic 9]

[pic 10]

[pic 11]

[pic 12]

[pic 13]

Calculamos el volumen de agua en una longitud S en condiciones críticas para cuando esté completamente lleno.

[pic 14]

[pic 15]

[pic 16]

Entonces para la carga última Pu tenemos

[pic 17]

[pic 18]

Diseño

• La resistencia de la varilla en la unión está dada por la siguiente expresión

[pic 19]

[pic 20]

Usaremos acero A-36 cuyo fy =252 MPa y fu=406 MPa

[pic 21]

[pic 22]

[pic 23]

[pic 24]

• La resistencia a fluencia en el área bruta  está dada por,

[pic 25]

[pic 26]

[pic 27]

[pic 28]

La falla se da por fluencia en la sección bruta. La barra necesaria de 0,314 pulgadas,  por lo que usamos la barra de diámetro nominal 3/8” que tiene un diámetro 0,37”= 0,95 cm Área de 0,71 cm2.

Comprobamos entonces la resistencia de barra escogida.

[pic 29]

 [pic 30]

[pic 31]

[pic 32][pic 33]

Chequeo de esbeltez

Para elementos sometidos a tension la norma recomienda un limite de esbeltez menor o igual a 300, esto no se tiene en cuenta para varillas. Se recomienda hacerlo con el fin de evitar posibles vibraciones o deformaciones transversales excesivas.

sea a, la distancia del punto más bajo del cable respecto la parte superior del mastil. Debemos calcular la distancia Lb1, Lb2 y Lb3, el cual es posible calcular realizando una analisis del cable.

...