ENSAYO DE CONCRETO.pptx

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INSTITUTO TECNOLOGICO DE VILLAHERMOSA   INGENIERIA CIVIL    CONSTRUCCION DE ESTRUCTURAS DE CONCRETO    TEMA: ENSAYO DEL LIBRO DE CONCRETO   MADRIGAL CORDOVA WILLIAMS    SEMESTRE: 8Vo.   PERIODO: ENERO – JUNIO DEL 2010    PROFESORA: ING. NOEMI DE LOS SANTOS   VILLAHERMOSA TABASCO 02 DE JUNIO DEL 2010

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ANÁLISIS DE DISEÑO SÍSMISCO DE PUENTES DE CONCRETO   Para proporcionar una buena indicación del comportamiento sísmico de la amplia gama de tipos de puentes que están dentro de la práctica actual, encontramos que es importante que los ingenieros sigan la modelación apropiadas de los puentes. Ello se deba a que para un ingeniero resulta más convenible, económicamente hablando, el construir un puente que se espere obtenga algún daño como lo son la perdidas de apoyo de las trabes, columnas o ciertas fallas en la cimentación o las conexiones, por el contrario, sería un gasto innecesario el diseñar un puente que resista elásticamente un sismo de alto grado. Dichas aclaraciones están inmersas dentro de los códigos actuales para el diseño sísmico que manejan los Estados Unidos Americanos, ya que su fin evitar que la estructura colapse bajo el sismo del diseño. Sin embargo, para llevar a cabo dicho proceso, es decir, para evaluar estructuralmente un puente en su totalidad es de vital importancia que el ingeniero haga uso de su experiencia y es necesario que tenga en cuenta que no solo debe seguir un modelo para comprender la conducta del sistema en su totalidad. En el Instituto Mexicano Cemento y del Concreto (IMCYC) toma en consideración cuatro grandes proceso para que se efectúe el análisis y diseño sísmico de puentes de concreto: los códigos, el análisis, la modelación y el diseño.

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Por lo que respecta a los códigos, con el paso de los años los códigos fueron tomando en cuenta, primero el diseño de puentes para carreteras, después el desarrollo de criterios de diseño sísmico específicos para puentes agregando consejos para niveles de fuerzas específicos basados en el tipo de cimentación. Fue después del terremoto de San Fernando (1997) que se anexaron niveles más exigentes de fuerza sísmica debido al derrumbe de varias obras de carreteras. Ello junto con investigaciones más científicos produjo el desarrollo del nombrado “Espectro ARS” para poder precisar la atenuación del movimiento del terreno, los efectos del terreno y la propuesta dinámica de la estructura. Dentro de los códigos y manuales actuales encontramos algunos como: AASHTO: Por ejemplo este código minimiza el riesgo de pérdidas humanas; mencione que el puente puede sufrir algún daño provocado por el sismo pero con un bajo riesgo de colapso y mantiene el funcionamiento de los puentes esenciales; sin limitar la creatividad del diseñador. Caltrans. Los espectros de este código son elásticos, y los momentos elásticos pueden ser reducidos por factores de reducción (factores Z). En cuanto al análisis encontramos como primer punto la excitación sísmica, donde para hacer el análisis espectral de las respuestas, muy pocas veces se requiere de obtener la gama de respuestas, casi siempre sólo es conveniente conocer los valores máximos de las mismas. El análisis debe contener un número suficiente de modos y se debe constatar que todos los elementos fundamentales estén incluidos en la respuesta.

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Dentro del análisis paso a paso se necesita una descripción detallada de la variación con el tiempo de las aceleraciones del suelo en todos los apoyos. Por otra parte, cuando un sismo toma lugar, las obras son sometidas a movimientos del terreno simultáneos en tres direcciones ortogonales, en ello no existe una muestra de falla de puentes debida a la aceleración vertical y es por ello que los códigos actuales hacen caso omiso de dichos movimientos. La IMCYC nos menciona que los métodos de análisis espectral pueden ser utilizados para el diseño de puentes simples y para el diseño preliminar de puentes complejos. Aquí se hace uso de tres tipos generales de técnicas: el método de la “paleta” (considerada en toda la mas estructural y la rigidez en una sola que se haya en un péndulo invertido) este no necesita de una computadora gracias a su simplicidad pero desprecia los efectos de la continuidad en la estructura. Otro método es el de la carga uniforme que se basa en determinar la rigidez estructural equivalente y proporciona una mejor distribución de las fuerzas sísmicas dentro de la estructura. Este método toma en cuenta la continuidad de la estructura aunque requiere de un esfuerzo mayor y puede necesitar el análisis por computadora del marco espacial. El último método es el de la coordenada generalizada que proporciona una distribución más presentativa de las fuerzas sísmicas y toma en cuenta variaciones en la distribución de la más en toda la estructura. Este método es complicado debido a que requiere una suposición de la forma vibracional y de una análisis por computadora.

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El método espectral multimodal calcula por separado la respuesta máxima en cada modo de vibración ya que no ocurren al mismo tiempo. En el análisis paso a paso se deben usar para estructuras que tengan configuraciones inusuales o novedosas, que presenten defectos particulares o que sean particularmente importantes. El análisis no lineal es necesario para las estimaciones casi exactas de las fuerzas internas, deformaciones y demandas de ductibilidad de la respuesta sísmica. Este se lleva a cabo principalmente en lugares donde la historia marca como un lugar de alta moderada probabilidad de sufrir un sismo. Por lo general, dos son los tipos de ni lineabilidad en las respuestas de las estructuras, la primera se debe al comportamiento del material y la otra es causada por grandes deformaciones que modifican la geometría del sistema. El análisis no lineal puede efectuarse en superestructuras, columnas, pilas tipo muro, cimentaciones y/o estribos. El tercer gran proceso que la IMCYC menciona, es la modelación. La modelación depende de la complejidad del puente, teniendo como objetivo producir un modelo que incluya las características dinámicas esenciales del puente, para que produzca resultados realistas. En general, la modelación de los puentes se efectúa teniendo en cuenta sus características y varían las adecuaciones ya sea un puente esviajado o curvo, considerando la tendencias rotacionales debidas a los componentes ortogonales de la carga. En cuanto a su rigidez, por lo regular se usan las propiedades de la sección no fracturada de la construcción ya que cada puente está sometido a diversas condiciones.

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Dentro de la modelación también es conveniente tener en cuenta que esta se lleva a cabo conforme a la magnitud de la obra y del material que se desea usar o se está utilizando, la distribución de la masa, amortiguamiento y sus apoyos. En el diseño cabe mencionar que las especificaciones AASHTO y el Manual de Diseño y Refuerzo Sísmico para Puentes Carreteros explican las prácticas de diseño sísmico. También en el diseño hay que tomar en cuenta los puentes de un solo claro, los requisitos de diseño se simplifican en forma importante, siempre y cuando haya suficiente longitud de apoyo para descartar la falla por una falta de superficie de apoyo. Ya que el diseño tiene algunas exigencias como las entre el claro del puente y los estribos deben ser diseñados, tanto longitudinal como transversalmente, para resistir en el estribo la fuerza de la gravedad; otra exigencia es que deben proporcionar longitudes mínimas de apoyo, tal como se especifica en las recomendaciones de ASSHTO. Además se recomienda utilizar el método de diseño por factores de carga, debido a que es consistente con el enfoque general para determinar las fuerzas del diseño. En las fuerzas del diseño se recomienda analizar las combinaciones de fuerzas ortogonales, combinaciones de carga, factores de modificación de la respuesta ya que estas determinan dividiendo las fuerzas elásticas obtenidas del análisis entre el factor de modificación de la respuesta apropiado y ya por último se recomienda las fuerzas que resultan de la formación de una articulación plástica ya que esta empieza a formarse cuando una columna alcanza su momento de fluencia.

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Las longitudes de apoyo son como la pérdida de soporte para la estructura seria la forma más severa de daño de puentes y una de las principales causas de este daño es la longitud inadecuada de apoyo en los extremos de las trabes. Los estribos atraen la mayor parte de las fuerzas sísmicas laterales, debido a su alta rigidez estas serian las consideraciones de diseño. Cabe mencionar que es de vital importancia el conjunto de todos los pasos del proceso que intervienen en el análisis y diseño sísmico de puentes de concreto ya que las grandes construcciones no son creadas por una bonita imagen en la carretera, sino por la necesidad y que el análisis debe ser minucioso de todas las condiciones y partes. Como una fructífera colmena, las ovejas son los ingenieros que inspeccionan el lugar donde van a construir, van ubicando los cimientos y dependiendo del árbol van acoplando la forma del panal, así las construcciones tienen sus bases desde cada pequeño material hasta sus grandes elementos y se definen especialmente por su ubicación y diseño del creador de una estructura.

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DATOS DEL LIBRO Análisis y Diseño Sísmico de Puentes de Concreto ACI 341.2R-97 2008, Instituto Mexicano del Cemento y del Concreto, A. C. Av. Insurgentes Sur 1846, Col. Florida, México, D. F., C. P. 01030 www.imcyc.com Impreso en México