1INTRODUCCIN DISEO SSMICO

CAPITULO I

Materia: Temas Especiales de PuentesProf: R. Ruiz Velasco

2Daos comunes en puentes

1. Cada del Tramo debido a anchos de apoyo insuficientes,

2. Colapso/daos en la superestructuras debido a la inadecuada aplicacin de cargas ssmicas (falla en: llaves de corte y rigidizadores, rigidez de pilas no balanceada),

3. Falla en la columna por flexin o cortante debido a un insuficiente diseo por ductilidad

4. Los daos estructurales debido a la falla del suelo de fundacin, licuefaccin, y falla geologica.

Anchos de apoyo insuficientes

I-5 Overcrossing, San Fernando, 1971

3Anchos de apoyo insuficientes

Los puentes son diseados para elevadas cargas verticales; pero muchos puentes son diseados solo para limitadas cargas horizontales.

El movimiento horizontal es una de las principales causas de colapso

Inadecuada aplicacin de cargas ssmicas

I-5/SR 14 Overhead, Northridge, 1994

Inadecuada aplicacin de cargas ssmicas

Existen elementos (especialmente de conexin) que no son diseados para un tipo especifico de fuerza de origen ssmico.

Esto puede provocar el colapso.

4Insuficiente diseo por ductilidad

Cypress Viaduct, Loma Prieta, 1989

Insuficiente diseo por ductilidad

Debera considerarse que algunos elementos se plastifiquen durante el sismo pero sin que colapsen.

Muchos diseos no consideran la plastificacin y eso provoca colapsos inmediatos.

Falla del suelo

5Falla del suelo

La falla que genera el colapso no solo se debe a un debilitamiento de la estructura, sino tambin puede deberse a un extremo debilitamiento de la capacidad de soporte.

Estamos en la obligacin de precautelar las vidas humanas; pero tambin el lograr disminuir al mnimo la posibilidad de colapso

No es una labor imposible , si es que se conoce las diferentes opciones de diseo con que se cuenta y las diferentes formas de absorber la energa del sismo.

6 Es tambin importante conocer la forma en que el sismo se redistribuye en la estructura , a fin de poder distribuir estas fuerzas en las distintas partes.

El conocimiento del efecto ssmico pasa por conocer el fenmeno de vibracin

Podemos emplear modelos muy elaborados; pero sin un conocimiento de lo bsico, estos no nos servirn de mucho

Dinmica

__________________Introduccin

7Perturbacin cclica

El movimiento armnico simple es un movimiento peridico de vaivn, en el que un cuerpo oscila de un lado al otro de su posicin de equilibrio, en una direccin determinada, y en intervalos iguales de tiempo.

__________________Introduccin

Movimiento Armnico__________________

Efecto Dinmico

Grado de amortiguamiento

La amortiguacin puede disminuir drsticamente el efecto vibratorio.

8Amortiguamiento

Periodo y Frecuencia

Periodo del sistema

Frecuencia del sistema

Perodo de una oscilacin u onda (T) es el tiempo transcurrido entre dos puntos equivalentes de la onda.

Vibracin sin amortiguacin

Solucin general a la ecuacin

Solucin con los trminos de frontera

9Vibracin con amortiguacin

Solucin general a la ecuacin

Coef amortiguamiento critico

Vibracin forzada

El termino homogneo de la solucin

Solucin particular

La suma de ambas nos da la solucion general de la ecuacion.

Suma de funciones peridicas

Una suma de funciones peridicas no es forzosamente peridica, como se ve en la figura siguiente con la funcin cos t + cos(2t)