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Diseño de pavimento rigído apartir de metodos mecanisista verificando criterios admicibles, Apuntes de Mecánica de suelos

Diseño de pavimento rigído apartir de metodos mecanisista verificando criterios admicibles, verificando esfuerzos, deflexiones, y deformaciones

Tipo: Apuntes

2021/2022

Subido el 22/09/2023

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cesar-augusto-leguizamon-arias 🇨🇴

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TALLER N° 3. CÁLCULO DE ESFUERZOS Y DEFLEXIONES EN PAVIMENTOS
RÍGIDOS
CESAR AUGUSTO LEGUIZAMÓN
HOLMAN DANIEL PARRA BILBAO
UNIVERSIDAD PEDAGÓGICA Y TECNOLÓGICA DE COLOMBIA
FACULTAD DE INGENIERÍA
ESPECIALIZACIÓN EN INFRAESTRUCTURA VIAL
DISEÑO AVANZADO DE PAVIMENTOS
2023
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TALLER N° 3. CÁLCULO DE ESFUERZOS Y DEFLEXIONES EN PAVIMENTOS

RÍGIDOS

CESAR AUGUSTO LEGUIZAMÓN

HOLMAN DANIEL PARRA BILBAO

UNIVERSIDAD PEDAGÓGICA Y TECNOLÓGICA DE COLOMBIA

FACULTAD DE INGENIERÍA

ESPECIALIZACIÓN EN INFRAESTRUCTURA VIAL

DISEÑO AVANZADO DE PAVIMENTOS

TALLER N° 3. CÁLCULO DE ESFUERZOS Y DEFLEXIONES EN PAVIMENTOS

RÍGIDOS

Presentado por:

CÉSAR AUGUSTO LEGUIZAMÓN

Código: 202313461

HOLMAN DANIEL PARRA BILBAO

Código: 202313498

Presentado a:

Ing. MSc. PhD. RICARDO OCHOA DÍAZ

UNIVERSIDAD PEDAGÓGICA Y TECNOLÓGICA DE COLOMBIA

FACULTAD DE INGENIERÍA

ESPECIALIZACIÓN EN INFRAESTRUCTURA VIAL

DISEÑO AVANZADO DE PAVIMENTOS

1. OBJETIVOS

1.1. Objetivo General

Determinar los parámetros de control esfuerzos y deflexiones en una losa de

concreto que hace parte de una estructura de pavimento rígido con base en las

metodologías del manual (INVIAS) y los softwares (CEDEL, UNILOSA).

1.2. Objetivos Específicos

 Calcular los esfuerzos y deflexiones en la esquina en una losa de concreto

previamente dimensionada.

 Calcular los esfuerzos y deflexiones en el borde de una losa de concreto

previamente dimensionada

 Calcular los esfuerzos y deflexiones en la interior en una losa de concreto

previamente dimensionada.

2. PARAMETROS DE ENTRADA.

 Carga aplicada, P = 9000 Libras

 Espesor de la losa de concreto, H = 6.0 pulg

 Radio de carga, a = 15.27 cm = 6 pulg

 Largo de la losa, Lx = 450 cm = 177 pulg

 Ancho de la losa, Ly = 365 cm = 144 pulg

 Coeficiente de dilatación térmico del concreto, α = 5x10-6°F = 9x10-6°C

 Diferencia de temperatura de la losa, ∆t = 2.05°F/pulg = 0.545°C/cm

 Módulo de reacción del apoyo de la losa, K = 6.9 Kg/cm3, 69 MPa/m

 Módulo de elasticidad del concreto, E = 227074 Kg/cm2 = 22262 MPa =3243911 Lb/pulg

 Módulo de rotura del concreto, Sc = 40 Kg/cm2 = 571 Lb/pulg2 = 3.92 MPa

 Deflexión máxima: 2 mm

 Relación de Poisson del concreto, μ = 0.

 Densidad del concreto, Dc = 0.0236 MN/m3 = 8.680556x10-2 Lb/pulg

 Coeficiente de fricción de la losa con la subbase granular = 1.

Carga Aplicada P 4100 kg 9000 lb

Espesor Losa h 15 cm 6 in

Radio Carga a 15.27 cm 6 in

Largo Losa Lx 450 cm 177 in

Ancho Losa Ly 365 cm 144 in

Coeficiente de dilatacion termico

del concreto

α 9.0E- 06 °C 5.0E- 06 °F

Diferencia Temperatura Δ t 0.545 °C/cm 2.05 °F/in

Modulo de Reacción k 6.9 kg/cm3 253.9 lb/in

Modulo de Elasticidad E 227074 kg/cm2 3243911 lb/in

Modulo de Rotura MR 40 kg/cm 571 lb/in

Relación de Poisson μ 0.

Densidad del Concreto Dc kg/cm2 0.086806 lb/in

Coef. Fric. Losa 1.

Deflexion maxima 2 mm 0.08 in

Radio de Rigidez Relativa I 55.52 cm 22.04 in

Lx/I 8.106 cm 8.03 in

Ly/I 6.575 cm 6.53 in

Coeficiente de Alabeo

Cx 1.0770 cm 1.0770 in

Cy 1.0100 cm 1.0050 in

5.3. ESFUERZOS EN LA ESQUINA DE LA LOSA DE CONCRETO (σe)

6. ESFUERZOS POR CARGA DEBIDA AL TRANSITO.

6.1. ESFUERZOS DE TENSION EN LA ESQUINA DE LA LOSA (σe).

  1. 6

Esfuerzo por Carga de Transito

Esquina 327.020 lb/in

6.2. ESFUERZOS DE TENSION EN EL INTERIOR DE LA LOSA (σi).

Esfuerzo por Carga de Transito

Interior 271.882 lb/in2 b= 5.

6.3. ESFUERZOS DE TENSION EN EL BORDE DE LA LOSA (σb).

Esfuerzo por Carga de Transito

Borde 483.332 lb/in2 b= 5.

41.305 lb/in

Esfuerzo por Alabeo

Esquina

7. DEFLEXIONES DEBIDAS A LA CARGAS DE TRANSITO.

7.1. DEFLEXIONES EN LA ESQUINA DE LA LOSA (Δe).

2

[ 1. 1 − 0. 88 (

)]

7.2. DEFLEXIONES EN EL BORDE DE LA LOSA (Δb).

2

[ 1 − 0. 82 (

)]

7.3. DEFLEXIONES EN EL INTERIOR DE LA LOSA (Δi).

2

[ 1 +

2

)]

8. RESUMEN DE RESULTADOS

2.443E-02 in

Deflexiones por Carga de Transito

Borde

8.834E-03 in

Deflexiones por Carga de Transito

Interior

5.554E-02 in

Deflexiones por Carga de Transito

Esquina

Fricción Alabeo Carga Total

Borde 11.52 107.43 483.33 602.29 Mayor NO CUMPLE 105.5%

Esquina 11.52 41.30 327.02 379.85 Menor CUMPLE 66.5%

Porcentaje

de Consumo

Esfuerzos (lb/pulg2)

571

PUNTO Comparación

Valor Admisible

MR (Lb/pulg2)

Verificación

Interior 0.0088 Menor 11.0%

Borde 0.0244 Menor 30.5%

Esquina 0.0555 Menor 69.4%

PUNTO

Deflexión

(plg)

Comparación

Valor

Admisible

(pulg)

Porcentaje

de Consumo

9.3. CÁLCULO DE ESFUERZOS Y DELFLEXIONES EN LA ESQUINA, EN EL

INTERIOR Y EN EL BORDE DE LA LOSA DE CONCRETO GENERADOS

POR EL TRÁNSITO.

10. CÁLCULO DE VARIABLES A PARTIR DEL SOFTWARE UNILOSA.

11. RESUMEN DE RESULTADOS

Fricción Alabeo Carga Total

Interior 11.52 126.71 271.88 410.12 0.0088 Menor 11.0%

Borde 11.52 107.43 483.33 602.29 0.0244 Menor 30.5%

Esquina 11.52 41.30 327.02 379.85 0.0555 Menor 69.4%

Interior 11.52 126.33 274.40 412.25 8.83E-03 Menor 11.0%

Borde 11.52 107.39 484.50 603.41 2.45E-02 Menor 30.6%

Esquina 11.52 41.30 327.00 379.82 5.55E-02 Menor 69.4%

Interior 11.52 127.74 274.39 413.65 8.83E-03 Menor 11.0%

Borde 11.52 108.70 484.55 604.77 2.45E-02 Menor 30.6%

Esquina 11.52 327.02 338.54 6.36E-02 Menor 79.5%

571 0.

UNILOSA

Deflexión

(plg)

Comparación

Porcentaje de

Consumo

CEDEL

571 0.

PUNTO

Valor Esfuerzos (lb/in²)

Admisible

571

Valor Admisible

(in)

13. ANEXOS.

11.1. ANEXO a CEDEL

11.2. ANEXO b CEDEL