TERREMOTO DE CHILE Y LOS PUENTES. Carlos Casabonne

Transcripción

1 TERREMOTO DE CHILE Y LOS PUENTES Carlos Casabonne

2 EDIFICACIONES FALLAS POR CONFIGURACIÓN FALLAS POR DISEÑO

3 CONFIGURACIÓN: DISCONTINUIDAD ESTRUCTURAL

4 CONFIGURACIÓN: VIGA FUERTE/COLUMNA DÉBIL

5 CONFIGURACIÓN: VIGA FUERTE/COLUMNA DÉBIL

6 CONFIGURACIÓN E INTEGRIDAD ESTRUCTURAL

7 CONFIGURACIÓN: IRREGULARIDAD Y TORSION EN PLANTA

8 CONFIGURACIÓN ESTRUCTURAL Y DISEÑO: VIGA FRÁGIL

9 CONFIGURACIÓN: PISO BLANDO

10 DISEÑO: FALTA DE CONFINAMIENTO

11 DISEÑO: FALTA DE CONFINAMIENTO

12 DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE PUENTES TENDENCIA MUNDIAL : Prefabricación de componentes. Reduce trabajo en campo Reduce plazo de construcción Reduce costos Mejor control de ejecución

13 CASO DE CHILE Gran desarrollo vial en últimos 25 años. Sistema de concesiones.

14 SISMO DE CHILE 2010 El sismo ocurrido en Chile en febrero del 2010, ha puesto en evidencia que no solo debe diseñarse bien los elementos de los puentes sino que también debe cuidarse su estructuración y detalles constructivos.

15 CARACTERÍSTICAS DE LOS PUENTES Componentes: Estribos y pilares de C.A Vigas prefab. Losa del tablero de C.A.

16 La configuración estructural: la gran culpable.

17 Vigas del tablero: Simplemente apoyados sobre pilares y/o estribos.

18 Tableros formados por: vigas prefabricadas, sin diagragmas, sin continuidad y con restricciones ineficientes..

19 Restricciones al desplazamiento lateral Transversal Longitudinal

20 Restricción al movimiento horizontal longitudial de las vigas es ineficiente: no funcionó.

21 Restricción longitudinal y transversal insuficientes

22 Restricción longitudinal y transversal insuficientes

23 Restricción longitudinal y transversal insuficientes

24 Restricción longitudinal y transversal insuficientes

25 PUENTES PEATONALES TABLEROS SIMPLEMENTE APOYADOS CONEXIÓN CON APOYOS INSUFICIENTE

26 PUENTES PEATONALES

27 PUENTES PEATONALES

28 PUENTES PEATONALES

29 PUENTES PEATONALES

30 CAMBIOS SIGNIFICATIVOS EN EL DISEÑO DE ESTRUCTURAS DE PUENTES Luis Herrera Carlos Casabonne

31 Últimas Normas de puentes Método de fuerzas Manual de Diseño de Puentes MTC, 1era edición 2003 AASHTO LRFD Bridge Design Specifications, 4th Edition 2007 AASHTO LRFD Bridge Design Specifications, 5th Edition California Department of transportation CALTRANS Método de desplazamientos 2006 California Department of transportation CALTRANS v AASHTO Guide Specifications for LRFD Seismic Bridge Design, 1st Edition

32 Método de Diseño Sísmico Manual de Diseño de Puentes MTC, 1era edición 2003 AASHTO LRFD Bridge Design Specifications, 5th Edition 2010 AASHTO Guide Specifications for LRFD Seismic Bridge Design, 1st Edition 2009 Fuerzas Los elementos deben resirtir las fuerzas actuantes según los factores de modificación de respuesta R Desplazamientos El sistema estructural debe tener una capacidad de desplazamiento mayor a la demanda. V=( C/R ) Peso Cortante Capacidad de desplazamiento V Demanda de desplazamiento ΔD Δc Desplazamiento

33 Espectro de aceleraciones Manual de Diseño de Puentes MTC, 1era edición años Probabilidad de excedencia de 10% en 50 años de vida útil. AASHTO LRFD Bridge Design Specifications, 5th Edition 2010 AASHTO Guide Specifications for LRFD Seismic Bridge Design, 1st Edition años Probabilidad de excedencia de 7% en 75 años de vida útil. En promedio, aceleraciones 25% mayores. Periodo de recurrencia para espectro de seudoaceleraciones

34 FACTOR DE IMPORTANCIA Importancia de la estructura Manual de Diseño de Puentes MTC, 1era edición 2003 AASHTO LRFD Bridge Design Specifications, 5th Edition 2010 AASHTO Guide Specifications for LRFD Seismic Bridge Design, 1st Edition 2009 Se debe establecer el criterio de control de daños. Cortante mínimo en porcentaje del peso. Puentes críticos 67% Puentes importantes o esenciales 29% Puentes comunes 20% 10%

35 ESTRUCTURACIÓN Manual de Diseño de Puentes MTC, 1era edición 2003 AASHTO LRFD Bridge Design Specifications, 5th Edition 2010 AASHTO Guide Specifications for LRFD Seismic Bridge Design, 1st Edition 2009 Abierto

36 No recomendado Manual de Diseño de Puentes MTC, 1era edición 2003 AASHTO LRFD Bridge Design Specifications, 5th Edition 2010 AASHTO Guide Specifications for LRFD Seismic Bridge Design, 1st Edition 2009 Abierto

37 Desplazamiento lateral Manual de Diseño de Puentes MTC, 1era edición 2003 AASHTO LRFD Bridge Design Specifications, 5th Edition 2010 AASHTO Guide Specifications for LRFD Seismic Bridge Design, 1st Edition 2009 Control de desplazamien to lateral No hay recomendación Mediante el efecto P-Δ a) Efecto P-Δ b) Se limita el desplazamiento plástico de la demanda a través del factor µd. Según la cuantía y carga axial Estimación de la Rigidez lateral No hay recomendación Se recomienda utilizar el 50% de la inercia bruta.

38 Pilares Manual de Diseño de Puentes MTC, 1era edición 2003 AASHTO LRFD Bridge Design Specifications, 5th Edition 2010 Cuantía mínima Pilares 1% Pilares tipo muro 0.25% AASHTO Guide Specifications for LRFD Seismic Bridge Design, 1st Edition 2009 Pilares 1% Pilares tipo muro 0.5% Cuantía máxima 6% 4% Máximo esfuerzo de compresión Sin límite 0.20 f c Empalmes Medio central No se permite Fuera de la zona de rótula plástica

39 Cimentación Fuerza en la cimentación Excentricidad máxima Manual de Diseño de Puentes MTC, 1era edición 2003 AASHTO LRFD Bridge Design Specifications, 5th Edition 2010 El menor de: a) Elástico (R=1) b) Capacidad plástica del pilar (Materiales esperados) Sin límite a) Sin carga viva: 0.33 b) 100% de carga viva: 0.40 AASHTO Guide Specifications for LRFD Seismic Bridge Design, 1st Edition 2009 Capacidad plástica del pilar utilizando materiales esperados. Rocking No No Si lo permite el propietario Distribución de presiones No especifica. Plástica para controlar capacidad portante. Elástica para el diseño Plástica

40 Principales consideraciones para desarrollar el método de carga sostenida: PUSHOVER

41 Diagramas Momento Curvatura a) Se utiliza materiales esperados: f ce 1.3 f c fye= 1.13 fy fue= 1.58 fy b) Se considera la cuantía del refuerzo transversal. c) Influencia de la carga axial.

42 Momento curvatura de un pilar Sección transversal Pilar Momento Curvatura (0 ) Momento Curvatura (90 )

43 Idealización del Comportamiento inelástico Momento My Se utiliza los diagramas Momento Curvatura IO LS CP Curvatura IO: Operatividad Inmediata. LS: Resguardo a la vida. CP: Prevención al Colapso.

44 Interacción suelo-estructura

45 Pushover IO LS CP Niveles de desempeño sísmico: IO: Operatividad Inmediata. LS: Resguardo a la vida. CP: Prevención al Colapso. ΔDm: Demanda de desplazamiento por sismo moderado. ΔD ΔD: Demanda de desplazamiento por sismo de diseño. Sismos catastróficos

46 RESUMEN TENDENCIA DISEÑO POR DESPLAZAMIENTOS IMPORTANCIAQ DE LA ESTRUCTURACIÓN DETALLADO PARA OBTENER DUCTILIDAD EN LOS ELEMENTOS EN PUENTES SIMPLEMENTE APOYADOS: RESTRICCIÓN EN LOS APOYOS. (Asientos 50% mayores)

47 MUCHAS GRACIAS