analisis sismico de los puentes de concretoFull description
analisis sismico de los puentes de concretoDescripción completa
Descripción: folleto diseño para puentes con lrfd en Guatemala
guia boliviana de sismo
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Descripción: puente por volado suscecivos, calculo y proceso constructivo del puente para carreteras.
DISENO SISMICO DE PUENTES POR CAPACIDAD Ing. Jack Lopez Jara COLEGIO DE INGENIEROS DEL PERU CIP LIMA Enero 04, 2011
INTRODUCCION LA NECESIDAD DE DISENO SISMICO POR DESPLAZAMIENTOS
Los sismos inducen fuerzas y desplazamientos en la estructuras. Para sistemas elásticos las fuerzas y la rigidez del sistema. Para sistemas que responden inelásticamente, la relación es compleja. Depende del nivel de desplazamiento y de la historia de desplazamientos durante el evento sísmico.
DISENO SISMICO TRADICIONAL “DISENO POR FUERZAS”
Tradicionalmente el diseño sísmico estructural se ha basado esencialmente en el tratamiento de las fuerzas actuantes. otras acciones tales como carga muertas, cargas vivas, cargas de servicio: La resistencia de las estructuras diseñadas debe ser mayor a las cargas aplicadas. De lo contrario podría producirse una falla.
ANTECEDENTES : DISENO EN EL RANGO INELASTICO (1/2)
Se ha reconocido desde hace un buen tiempo que la “resistencia” tiene un menor grado de importancia cuando consideramos acciones sísmicas. Regularmente diseñamos nuestras estructuras para niveles de fuerza menores a los obtenidos por medio de análisis elásticos. Entendemos que las estructuras “bien“biendiseñadas” poseen ductilidad y pueden deformarse inelásticamente a los niveles de deformación impuestos por el sismo.
Esto implica dañ daño pero no colapso de la estructura
ANALISIS LINEAL ELASTICO
“
”
ANTECEDENTES : DISENO EN EL RANGO INELASTICO (2/2)
Los sismos (nivel de sismo de diseño) son eventos raros. Con una baja probabilidad de excedencia anual. Aceptamos la posibilidad de daño bajo el sismo de “ ” beneficiamos de los costos de construcción reducidos asociados con el diseño a niveles reducidos de fuerza.
DISENO POR CAPACIDAD
Énfasis en la Performance (Nivel de Daño) en la Estructura Evaluación Racional del Comportamiento de la Estructural en función a las deformaciones ( vs Factores de Reducción Arbitrarios) Mayor nivel de confianza para garantizar que la estructura podrá satisfacer el nivel performance esperado.
Niveles de Performance IO CP LS
IO = Inmediate Ocupancy La estructura se pone en operación inmediatamente después del sismo LS = Life Safety Se espera daño severo en la estructura. Interrupción del Servicio, solo vehículos de emergencia. Puede requerir rehabilitación/reforzamiento antes de su puesta en operación. CP = Collapse Prevention Daño muy severo, se debe evitar el colapso de la estructura.
NIVELES DE COMPORTAMIENTO INELASTICO DE LAS ESTRUCTURAS NIVEL MATERIAL
NIVEL SECCION TRANSVERSAL
NIVEL COMPONENTE (ELEMENTO)
NIVEL ESTRUCTURA
Niveles de Comportamiento Material/Sección/Elemento/Estructura
ELEMENTO
ESTRUCTURA
COMPORTAMIENTO INELASTICO A NIVEL DE MATERIAL
Relaciones Esfuerzo Deformación 1. Concreto No Confinado
f’co = Esfuerzo Pico de Concreto No-confinado f’c eco = Deformación Unitaria al Esfuerzo Pico ~ 0.002 ecc = Deformación Unitaria Máxima en concreto no-confinado ~ 0.003 Ec = Modulo de Elasticidad del Concreto b = Factor de corrección para la parte descendente de la curva
f’cc = Esfuerzo Pico de Concreto Confinado ecc = Deformación Unitaria al Esfuerzo Pico f’cc ecu = Deformación Unitaria Ultima Ec = Modulo de Elasticidad del Concreto Es = Modulo de Elasticidad Secante
**f’cc y ecu dependen de la forma de la seccion y del tipo de confinamiento
Efecto de Confinamiento en Columna Circular
Esfuerzo y Deformación Unitaria Pico para Concreto Confinado : Columna de Seccion Circular (Mander) (Mander Mander)
Deformacion Unitaria Ultima en Concreto Confinado (Priestley)
Para columnas circulares en compresion compresion,, Priestley determino que la deformacion unitaria ultima puede estimarse por medio de la siguiente relacion relacion.. Este nivel de deformacion unitaria corresponde al punto de fractura del acero de confinamiento transversal. Valores tipicos para ecu estan en el rango 0.012 a 0.05
Relaciones Esfuerzo Deformación 3. Acero de Refuerzo
Relaciones Momento Curvatura
Variación de Relación Momento Curvatura con la Carga Axial Actuante
Software para el Análisis Momento Curvatura de Secciones de Concreto USC- RC USC. . _ structural_lab/asad/usc_rc.htm
Programa KSUKSU-RC (1/4)
Programa KSU KSU--RC (2/4)
Programa KSU_RC (3/4)
Programa KSU_RC (4/4)
Idealización del Comportamiento Momento Curvatura
Relación Desplazamiento Capacidad Columna en Voladizo –– Base Empotrada
Curvas EsfuerzoEsfuerzo-Deformación Material:: Concreto (Confinado, No confinado) Material
INCORPORA LOS ASPECTOS DEL COMPORTAMIENTO INELASTICO EN LA ESTRUCTURA A DIFERENTES NIVELES: - MATERIAL / SECCION / ELEMENTO / ESTRUCTURA
DEMANDAS vs CAPACIDAD (Espectro de Respuesta vs Curva de Capacidad )
LIMITACIONES del ANALISIS ESTATICO INELASTICO (PUSH(PUSH-OVER)
Es por naturaleza un análisis estático, no toma en cuenta efectos dinámicos. El comportamiento es MONOTONICO a todo nivel (esfuerzo(esfuerzodeformación, momentomomento-curvatura, fuerza fuerza--desplazamiento). No toma en cuenta los efectos de degradación cíclica. ESTADO DE LA PRACTICA ACTUAL Es sin embargo un método practico de análisis en comparación con métodos de análisis tiempotiempo-historia inelásticos (consumen mucho mas tiempo en procesamiento de resultados) No se adecuan aun a la practica rutanaria en oficina. …En desarrollo procedimiento de analisis que permitan la incorporacion gradual de degradacion cliclica en los componentes.
Nuevo Puente de la Bahía de San Francisco (Diseño 19991999-2002)
MODELO DE ANALISIS PUENTE DE LA BAHIA DE SAN FRANCISCO
Resultados Analisis Pushover TORRE 160
SEE Max. Demand at Elevation 99
140 Shaft Elev. 13 Curvature = 5 * ey
) 120 N M ( 100 r a e h 80 S e 60 s a B
1st. Pile Yields Link Rot >0.08 Elev. 53
40 20 0
1st Link Yields Elev. 53
0.00 0.25
0.50 0.75
1st Shaft Yields Elev. 13
1.00 1.25 1.50
1.75 2.00
Displacement at Elevation 99 (m)
2.25 2.50
Analisis PushPush-Over Pilares SEE Demand= 1.10 m 40 35 30 ) N 25 M ( r 20 a e h S 15
1/2 e is reached
0 0.00
u
confined fiber is reached
2/3 e is reached u
Concrete cover spalls
10 5
e in extreme
u
Extreme steel fiber yields 0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
Displacement at top of pier (m)
3.00
3.50
IMPLEMENTACION DE DISENO POR CAPACIDAD EN AASHTO ANTECEDENTES
Trabajos de Investigación como consecuencia de los sismos de Loma Prieta (1989) y Northridge (1994) en California Improved Seismic Design Criteria for California Bridges –– ATC ATC 32, 1996 CALTRANS Seismic Design Criteria (Departamento (Departamento de Transportes de California), v1.00, 1999 Proyecto NCHRP 2020-7/193 “Recommended LRFD Guidelines for the Seismic Design of Higway Bridges”, 2003 2007
Especificaciones LRFD para el Diseño Sísmico de Puentes - AASHTO AASHTO 2009
REQUERIMIENTOS PARA DUCTILIDAD DE MIEMBROS (SDC D, AASHTO LRFD 2009)
Especificaciones LRFD para el Diseño Sísmico de Puentes - AASHTO AASHTO 2009
Establece nuevos requisitos mínimos para estructuras ordinarias Se introduce la filosofía de Diseño por Capacidad Cambio significativo en los procedimientos de diseño de “Diseno en Base a Fuerzas” a “Diseno en Base a Desplazamientos”
