Distribución de las cargas y diseño de las losas de hormigón - Caso 2

 Caso A) Armadura perpendicular al tráfico-.

 La carga de la rueda en el elemento perpendicular al tráfico será distribuida en un ancho E dado por la siguiente expresión:

Caso B) Armadura paralela al tráfico.-

 La distribución de la carga de la rueda en el elemento paralelo al tráfico será como sigue:

Distribución de las cargas y diseño de las losas de hormigón - Casos

 Caso A) Armadura principal perpendicular al tráfico.- 

Para luces de 0.6 a 7.3 m. inclusive, el momento por carga viva para tramos simples será determinado por la siguiente fórmula en la que no está incluido el impacto.

En losas continuas sobre 3 o más apoyos, se aplicará un factor de continuidad de 0.8 a la fórmula anterior y en este caso se toman los momentos de tramo y los de apoyo (excepto volados) iguales pero con signos diferentes.

Caso B) Armadura principal paralela al tráfico.- 

El ancho de distribución de la carga de la rueda está dado por:

E = 1.22+0.06* Lc             (máximo 2.1 m.)

Los momentos en las estructuras continuas serán determinados mediante la aplicación de líneas de influencia con las cargas de una fila de ruedas divididas entre E o si se trata de la carga equivalente, distribuida en un ancho 2 * E.

d) Vigas de borde o bordillos de las losas.-

 En todas las losas con armadura principal paralela al tráfico se deben proveer bordillos de seguridad los que en realidad consisten en una sección de la losa con armadura adicional por lo que esta viga debe ser diseñada para resistir un momento por peso propio mas carga viva de

0.1* p* Lc

Donde:

P = Carga de la rueda en KN. 

Lc = Luz del tramo en metros.

e) Armadura de distribución.- 

En la parte inferior de todas las losas, se dispondrá una armadura perpendicular a la armadura principal para proveer una distribución lateral de las cargas vivas, esta especificación no se aplicará en alcantarillas o puentes de losa donde la altura del relleno sea mayor a 0.6 m.

La cantidad está dada como un porcentaje de la armadura principal requerida para el momento positivo de acuerdo a las siguientes expresiones:

Para armadura principal perpendicular al tráfico:

En losas cuya armadura principal es perpendicular al tráfico la armadura de distribución se dispone en la mitad central de la luz, pudiendo ser reducida hasta un 50 % para los cuartos restantes de la misma.

f) Tensiones de corte y adherencia en las losas. 

Las losas diseñadas para el momento flexor de acuerdo con lo anterior, se considerarán satisfactoriamente aseguradas al corte y a la adherenda.

g) Bordes transversales no apoyados.- 

Las suposiciones para el diseño en este artículo no prevén el efecto de las cargas cercanas a los bordes no apoyados, por lo tanto, en los extremos del puente y en los puntos intermedios donde se corta la continuidad de la losa, los bordes serán soportados por diafragmas u otros medios apropiados. Los diafragmas serán diseñados para resistir los momentos y esfuerzos cortantes totales que pueden producir las cargas de las ruedas.

h) Losas en voladizo.- 

Dichas losas se diseñarán con las siguientes fórmulas que incluyen el efecto sobre elementos paralelos.

Distribución de las cargas y diseño de las losas de hormigón

 a) Longitud de las luces.- 

Para tramos simplemente apoyados, la luz de cálculo es la distancia de centro a centro de los apoyos, pero no debe ser mayor a la luz libre más el espesor de la losa.

Las siguientes luces de cálculo se emplearán para evaluar la distribución de las cargas y los momentos flexores en las losas continuas sobre más de dos apoyos según se detalla en la figura 41 en la que Lc = Luz de cálculo.

En losas monolíticas con sus apoyos y sin cartelas L es la luz libre.

En losas apoyadas en largueros de acero, L es la luz libre más la mitad del ancho del ala del larguero.

En losas apoyadas en largueros de madera L, es la luz libre más la mitad del ancho del larguero.

b) Distancia de la carga de la rueda al bordillo.- 

En el diseño de losas, el centro de la carga de una de las ruedas traseras debe ser ubicado a 0.3 m. de la cara del bordillo.

Si no se emplean bordillos ni aceras, la carga de la rueda será ubicada a 0.3 m. de la cara de los parapetos o los protectores de tráfico.

Los esfuerzos combinados de carga muerta, carga viva mas impacto no deben ser mayores a los esfuerzos admisibles.

Se debe aplicar un factor ẞ = 1 en lugar de 1.67 según el cuadro de coeficientes que se tiene al final de este capítulo, para la acera o losa de cubierta cuando la estructura es calculada en el estado límite último. Las cargas de las ruedas no deben dar esfuerzos mayores a los esfuerzos admisibles.

En el diseño de aceras, losas y miembros portantes, una carga de rueda localizada en la acera debe ir a 0.3 m. de la cara de la baranda. La combinación de carga muerta, carga viva mas impacto no debe dar esfuerzos mayores a los admisibles incrementados en 150% para el estado de servicio.

Se debe aplicar un factor ẞ = 1 en lugar de 1.67 para el diseño de la losa de acera cuando la estructura es calculada en el estado límite último. Las cargas de las ruedas no deben ser aplicadas en las aceras protegidas por barreras de tráfico.

c) Momentos flexores.- 

El momento flexor por metro de ancho de losa, se calculará por los métodos de los casos A y B.

Para lo que:

E = Ancho sobre el que se distribuye la carga de la rueda.

P = Carga de una rueda trasera del camión.

P = 72 kN para camiones M18 y MS18

P = 54 kN para camiones M13.5 y MS13.5

Solicitaciones a considerar en los puentes - Vigas múltiples de hormigón prefabricado - Ejercicio

 Sea un puente con un ancho libre de calzada de 9 m. formado por una losa monolítica con cinco vigas de hormigón armado cuya sección transversal se muestra en la figura 62, se pide calcular la fracción de carga para las vigas interiores y exteriores, y luego igual ando fracciones de carga para que la incidencia de carga sea la misma en todas las vigas determinar la separación s entre ejes de vigas.

Solicitaciones a considerar en los puentes - Vigas múltiples de hormigón prefabricado

 Corresponden a los denominados puentes multiviga que son en base a vigas prefabricadas colocadas lado a lado y son tanto de hormigón armado como pretensado. La interacción de vigas es desarrollada por llaves de cortes continuas longitudinales y pemos laterales que pueden ser o no pretensados.

En el cálculo del momento flexor en vigas múltiples prefabricadas de hormigón armado o de hormigón pretensado no se debe tomar una distribución longitudinal de las cargas de las ruedas y la distribución lateral debe ser determinada como sigue:

Fracción de carga.- 

El momento flexor por carga viva para cada sección de viga debe ser determinado aplicando la fracción de carga al efecto provocado por una fila de ruedas determinada por la siguiente relación:

Solicitaciones a considerar en los puentes - Capacidad total de las vigas longitudinales

 La capacidad combinada de todas las vigas para la carga de diseño en el tramo, no será menor que la requerida para soportar la totalidad de las cargas muerta y viva en dicho tramo.

a) Momentos flexores en las vigas transversales.- 

En el cálculo de los momentos flexores en las vigas transversales, estas se diseñarán para las cargas

determinadas de acuerdo con la tabla anterior:

s = Separación entre ejes de vigas en metros.

Nota 3.- En este caso, la carga de la viga será la reacción producida por las cargas de las ruedas suponiendo que entre las vigas actúa el piso como simplemente apoyado. 

Solicitaciones a considerar en los puentes - Vigas longitudinales exteriores

 Acero Madera - Vigas T de hormigón.- 

La carga muerta que se considera capa de rodadura está constituida por el bordillo, acera, postes y pasamanos soportada por la viga exterior, además de su peso propio y el de la losa incluida la salvo cuando se construye vacando primero la losa y en segunda fase estos últimos, con lo que su carga se la tomará como soportada por el conjunto de vigas, es decir se evalúa toda la carga muerta y se la divide entre el número de vigas.

El momento flexor por carga viva, para las vigas longitudinales exteriores será determinado aplicando al larguero la reacción de la carga de la rueda suponiendo que entre las vigas longitudinales el piso actúa como si fuera simplemente apoyado. Si el piso es de hormigón armado y está soportado por cuatro o más largueros de acero, la fracción de carga de la rueda no será menor que

Vigas de sección cajón.- 

La carga muerta que se considera soportada por la viga exterior será determinada de la misma manera que para el acero, madera o vigas T de hormigón armado según se describe en 2a.

La distribución de la carga de la rueda para la viga exterior será:

El ancho que se emplea para determinar la distribución de la rueda en la viga exterior será el ancho de la losa superior medido desde el punto medio entre las vigas hasta el borde superior de la losa. La dimensión en voladizo de cualquier losa que se extiende más allá de la viga exterior preferentemente no excederá de s/2.