Construccion

CÁLCULO ESTRUCTURAL PASO DE QUEBRADA
TIPO COLGANTE

DEFINICIÓN DEL MODELO ESTRUCTURAL


PROPIEDADES DE LOS MATERIALES

Cables de alta resistencia:
Tensión resistente última (Fu): De acuerdo a catálogo de fabricante varia según el diámetro
Tensión de fluencia (Fy) De acuerdo a catálogo de fabricante varia según el diámetro
Modulo de elasticidad E = 1900000 Kgr/cm2
Peso específicoa = 7850 Kgr/m3

Suelo:
Resistencia admisible del suelo qadm = 9 Ton/m2
LUZ

La luz del paso de quebrada se establece en base al informe topográfico, inspección en el lugar, de modo que los bloques de anclaje se emplacen en un lugar seguro en relación a crecidas.

Por tanto:
Luz del paso de quebrada: L = 20m (Entre ejes de torres)
FLECHA

La flecha del cable principal puede serpequeña por que las cargas también son pequeñas de modo que no se tendrán excesivas fuerzas horizontales sobre las torres:
Asumimos:
f / L = 1/15
f = L / 15
f = 20 / 15 =1.33
Por tanto:
Flecha del cable principal: f = 1.40m




PROFUNDIDAD DE FUNDACIÓN

Con el fin de penetrar la capa vegetal fijamos el nivel de fundación en 0.25m por debajo del nivel natural del suelo.Profundidad de fundación:
z = 0.25m (por debajo del nivel natural del suelo)

ALTURA TOTAL DE LAS TORRES

Altura torres = flecha

Por tanto:
Altura torres = 1.4m

ECUACIÓN DEL FUNICULAR DEL CABLE PRINCIPAL
Ecuación general

Según el respaldo de la bibliografía especializada se asume que la funicular del cable es una parábola de 2do grado, con la siguiente ecuación general:



Donde:f= Flecha máxima
L= Luz

En nuestro caso:
f = 1.4m
L = 20m



Finalmente la ecuación del funicular del cable es:


X (m)
Y = 0.014*X*( 20 - X )
Y = -0.014*X*( 20 - X )
0
0.000
0.000
1
0.266
-0.266
2
0.504
-0.504
3
0.714
-0.714
4
0.896
-0.896
5
1.050
-1.050
6
1.176
-1.176
7
1.274
-1.274
8
1.344
-1.344
9
1.386
-1.386
10
1.400
-1.400
11
1.386-1.386
12
1.344
-1.344
13
1.274
-1.274
14
1.176
-1.176
15
1.050
-1.050
16
0.896
-0.896
17
0.714
-0.714
18
0.504
-0.504

Cuadro: Coordenadas del funicular del cable principal



Figura: Funicular del cable principal



ESQUEMA GENERAL

Figura: Esquema General

ANÁLISIS ESTRUCTURAL
ESTADOS DE CARGA CONSIDERADOS

CARGA MUERTA : DC
CARGA VIVA : LLDETERMINACIÓN DE CARGAS
CARGA MUERTA (DC)

Peso propio tubería de conducción hierro dúctil D=250mm (2 1/2”): 42.20 kg/m
Cable de Acero Galvanizado 20mm (asumido conservadoramente) 2.026 kg/m
Pendolones, Seguros, Tensores, etc. 4 kg/m

Total Carga Muerta (DC): 48.23 kg/m



CARGA VIVA (LL)

Carga viva debida al paso del agua por la tubería: 50.80 Kgr/m

Cargade construcción y mantenimiento: 1 persona de 80 kg. 2.5 Kgr/m


Total Carga Viva (LL): 53.30 kg/m

COMBINACIONES DE CARGA

Para el dimensionamiento de los cables emplearemos la combinación de carga estipulada por el manual LRFD de la AISC:

SERVICIO:
q = DC + LL
q = 48.23 + 53.30
q = 101.53 Kgr/m
RESISTENCIA:
qu = 1.2DC + 1.6LL
qu = 1.2*48.23 + 1.6*53.30
qu =143.16 Kgr/m

De acuerdo a la bibliografía especializada tenemos las siguientes ecuaciones analíticas que nos servirán para determinar las tensiones de diseño.
TENSIÓN MÁXIMA EN LOS APOYOS

La ecuación analítica es:


Donde:
qu = Carga uniforme horizontal lineal = 143.16 kgr/m
f = Flecha máxima = 1.40 m
L = Luz = 20 m
Reemplazando obtenemos:
Tu = 5310 Kgr
COMPONENTE HORIZONTALReemplazando obtenemos:
Hu = 5113 Kgr

COMPONENTE VERTICAL

Reemplazando obtenemos:
Vu = 1432 Kgr

DIMENSIONAMIENTO CABLE PRINCIPAL
TENSIÓN ULTIMA FACTORIZADA
Del análisis estructural obtuvimos :
PU = 5310Kgr
DISEÑO A TENSIÓN
El diseño lo efectuamos a fluencia de la sección bruta y rotura de la sección neta, siguiendo la metodología AISC- LRFD.


Probando Para Cable Mono...