Diseño Sísmico de Puentes
Rodrigo E. Garay Medina
“Lo importante es el conocimiento, hasta
un chimpancé puede entrenarse para que
meta números a una computadora….”
Jon Cortina S.J.
CONTENIDO:
• Introducción
• Tipología de Puentes
• Filosofías de Diseño
• Sistemas de Control de Respuesta Sísmica
• Comentarios y preguntas
“A los ingenieros civiles, la naturaleza nos dió los terremotos, para mantenernos humildes” N. Ambraseys.
Fuentes de sismos en El Salvador, (Salazar et. al. 2003)
INTRODUCCIÓN:
INTRODUCCIÓN:
m
E I
E I
H
𝑘 =12𝐸𝐼
𝐻3 𝐾 = 2𝑘
𝒎𝒙 𝒕 + 𝒄𝒙 𝒕 + 𝒌𝒙 𝒕 = 𝟎
𝑇 = 2𝜋𝑚
𝐾
𝑥 𝑡 = 𝐴𝑐𝑜𝑠 𝜔𝑡 + 𝐵𝑠𝑒𝑛(𝜔𝑡)
𝑥 𝑡 = −𝐴𝑠𝑒𝑛𝜔 𝜔𝑡 + 𝐵𝜔𝑐𝑜𝑠(𝜔𝑡)
𝑥 𝑡 = −𝐴𝜔2𝑐𝑜𝑠 𝜔𝑡 − 𝐵𝜔2𝑠𝑒𝑛(𝜔𝑡)
-݉𝜔2(ݐ ߱݊݁ݏ ܤ+ ݐ ߱ ݏܿ ܣ) 0 = (ݐ ߱݊݁ݏ ܤ+ ݐ ߱ݏܿ ܣ) ݇ +
(k −݉𝜔2)(ݐ ߱݊݁ݏ ܤ+ ݐ ߱ ݏܿ ܣ) = 0
(k −݉𝜔2)=0 → 𝜔 =𝑘
𝑚
𝑇 =2𝜋
𝜔
INTRODUCCIÓN:
FF = m * a
V = m * (g * Cs)
V
INTRODUCCIÓN:
Mapa de amenaza sísmica, PGA (475 años). (Salazar et. al. 2003)
INTRODUCCIÓN:
Mapa de amenza sísmica, Cs para T = 0.2s. (Salazar et. al. 2003)
Mapa de amenza sísmica, Cs para T = 1.0s. (Salazar et. al. 2003)
INTRODUCCIÓN:
INTRODUCCIÓN:
TIPOLOGÍA DE PUENTES:
• Puente de Vigas
• Puentes de Cajón
• Puentes en Arco
• Puentes Extradosados
• Puentes Atirantados
TIPOLOGÍA DE PUENTES:
TIPOLOGÍA DE PUENTES:
TIPOLOGÍA DE PUENTES:
TIPOLOGÍA DE PUENTES:
TIPOLOGÍA DE PUENTES:
FILOSOFIAS DE DISEÑO:
En nuestro país, no disponemos de reglamentos de diseño que sean acordes al riesgo sísmico al que nos enfrentamos. Es por esto que, “inevitablemente” tenemos que tomar encuenta recomendaciones y criterios de otros lugares en donde se toman un poco más en serio, la seguridad estructural.
AA
SH
TO
1931. Primero código de Diseño de Puentes
1941-1949. Solamente mencionan cargas sísmicas
1983. Incluyen recomendaciones ATC-6 como guía
1992. Indican recomendaciones ATC-6 como estandar.
2009. Aproximación a diseño basado en desempeño.
FORCE-BASED DESIGN (FBD)
PERFORMANCE-BASED DESIGN
(PBD)
FILOSOFIAS DE DISEÑO:
V
Δ FORCE-BASED DESIGN
(FBD)
V
Δ
Ve
Δs Δu
Vy
Vs
1/Rμ
Ωo
R
Cd
Definir características del puente
Definir sistema estructural Realizar Análisis Dinámico
Obtener fuerzas elásticas apartir de Espectro de
demanda
Análisis Estructural y Diseño de Zonas plásticas
Δi < Δadm Diseño por capacidad de elementos y diseño por
cortante
FORCE-BASED DESIGN
(FBD)
Proponer valor de R y Calcular Fuerzas Sísmicas
PERFORMANCE-BASED DESIGN
(PBD)
Δy Δi
Δmax
ξeq
Δmax
Δmax
Teq
PERFORMANCE-BASED DESIGN
(PBD)
Dimensionamiento de la Estructura
Definir ejes principales de
acciones sísmicas
Disposiciones de Amortiguamiento y
de Período Corto
Modelo de Matemático
Selección de Análisis
De
ma
nd
a d
e D
es
pla
za
mie
nto
Ca
pa
cid
ad
de
D
es
pla
za
mie
nto
Análisis Push-Over
P - Δ
LR
FD
SE
ISM
IC B
RID
GE
DE
SIG
N
CONTROL DE RESPUESTA SISMICA:
T=0.2 s ξ = 5%
PSA = 2000 cm/s2 PSD = 3.20 cm
T=0.75 s ξ = 5%
PSA = 400 cm/s2 PSD = 5.20 cm
T=0.75 s ξ = 25%
PSA = 200 cm/s2 PSD = 2.4 cm
CONTROL DE RESPUESTA SISMICA:
CONTROL DE RESPUESTA SISMICA:
CONTROL DE RESPUESTA SISMICA:
CONTROL DE RESPUESTA SISMICA:
CONTROL DE RESPUESTA SISMICA:
