TERREMOTO DE CHILE Y LOS PUENTES Carlos Casabonne
EDIFICACIONES FALLAS POR CONFIGURACIÓN FALLAS POR DISEÑO
CONFIGURACIÓN: DISCONTINUIDAD ESTRUCTURAL
CONFIGURACIÓN: VIGA FUERTE/COLUMNA DÉBIL
CONFIGURACIÓN: VIGA FUERTE/COLUMNA DÉBIL
CONFIGURACIÓN E INTEGRIDAD ESTRUCTURAL
CONFIGURACIÓN: IRREGULARIDAD Y TORSION EN PLANTA
CONFIGURACIÓN ESTRUCTURAL Y DISEÑO: VIGA FRÁGIL
CONFIGURACIÓN: PISO BLANDO
DISEÑO: FALTA DE CONFINAMIENTO
DISEÑO: FALTA DE CONFINAMIENTO
DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE PUENTES TENDENCIA MUNDIAL : Prefabricación de componentes. Reduce trabajo en campo Reduce plazo de construcción Reduce costos Mejor control de ejecución
CASO DE CHILE Gran desarrollo vial en últimos 25 años. Sistema de concesiones.
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.
CARACTERÍSTICAS DE LOS PUENTES Componentes: Estribos y pilares de C.A Vigas prefab. Losa del tablero de C.A.
La configuración estructural: la gran culpable.
Vigas del tablero: Simplemente apoyados sobre pilares y/o estribos.
Tableros formados por: vigas prefabricadas, sin diagragmas, sin continuidad y con restricciones ineficientes..
Restricciones al desplazamiento lateral Transversal Longitudinal
Restricción al movimiento horizontal longitudial de las vigas es ineficiente: no funcionó.
Restricción longitudinal y transversal insuficientes
Restricción longitudinal y transversal insuficientes
Restricción longitudinal y transversal insuficientes
Restricción longitudinal y transversal insuficientes
PUENTES PEATONALES TABLEROS SIMPLEMENTE APOYADOS CONEXIÓN CON APOYOS INSUFICIENTE
PUENTES PEATONALES
PUENTES PEATONALES
PUENTES PEATONALES
PUENTES PEATONALES
CAMBIOS SIGNIFICATIVOS EN EL DISEÑO DE ESTRUCTURAS DE PUENTES Luis Herrera Carlos Casabonne
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 2010 2004 California Department of transportation CALTRANS Método de desplazamientos 2006 California Department of transportation CALTRANS v1.4 2009 AASHTO Guide Specifications for LRFD Seismic Bridge Design, 1st Edition
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
Espectro de aceleraciones Manual de Diseño de Puentes MTC, 1era edición 2003 475 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 2009 1000 años Probabilidad de excedencia de 7% en 75 años de vida útil. En promedio, aceleraciones 25% mayores. Periodo de recurrencia para espectro de seudoaceleraciones
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%
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
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
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.
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
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
Principales consideraciones para desarrollar el método de carga sostenida: PUSHOVER
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.
Momento curvatura de un pilar Sección transversal Pilar Momento Curvatura (0 ) Momento Curvatura (90 )
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.
Interacción suelo-estructura
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
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)
MUCHAS GRACIAS