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PUERTO EN ZONA DE ALTA SISMICIDAD

Su grupo consultor

Colegio de Caminos de Madrid julio 2013 1

Puerto en zona de alta sismicidad

Indice

1. INTRODUCCION

2. GEOMETRIA

3. PROPIEDADES DE LOS MATERIALES

4. ACCIONES SÍSMICAS

5. CÁLCULOS ANALÍTICOS

6. CÁLCULOS NUMÉRICOS

7. CONCLUSIONES


1. INTRODUCCIÓN



• Alta sismicidad

• Tipología estructural sensible al sismo

• Altura de calado 18m

• Efectos hidrodinámicos

• Optimización de la tipología de cimentación

2. GEOMETRÍA



• Pilotes en cuadrícula 9,0m x 9,6m• Diámetro de pilotes = 1,5m• Calado = 18m• Talud 2H/1V

3. PROPIEDADES DE LOS MATERIALES



Material Espesor Modelo constitutivo

Relleno 2m Morh-Coulomb

Arena limosa 3m Morh-Coulomb

Grava arenosa 6m Morh-Coulomb

Arena limosa 6m Morh-Coulomb

Grava arenosa indefinido Morh-Coulomb

Escollera 3m Morh-Coulomb

Hormigón armado -- Elástico

CHILE: Continuous, Homogeneous, Isotropic and Linearly ElasticDIANE: Discontinuous, Inhomogeneous, Anisotropic and Not-Elastic(Goodman 1993)

4. ACCIONES SÍSMICAS



• Obtenidas de los ensayos de campo y de los registros acelerográficos. Escalamiento en PGA, energía, y duración. Modulación de la señal.

• Cumplimiento de normativa




• Acciones hidrodinámicas en el talud según Westergaard (1933)

• Desplazamiento del talud obtenido por doble integración del acelerograma neto. (Newmark)

ay

a

v

s

t

t

t

“The problem of the dynamic action of the mass of the dam is transformed into an equivalent problem of statics by introducing the inertia forces, that is, on each part of the dam weighting 1 lb. there is introduced a horizontal inertia force, opposite the direction of the acceleration..."




Planteamiento del método de Westergaard

yxK

La tensión hidrodinámica se considera proporcional a la deformación volumétrica del agua

El desplazamiento del paramento mojado, sigue una ley armónica

T

tTgkxo

2cos

42

2

T

tTgkyo

2cos

42

2

La presión hidrodinámica es proporcional al cociente entre la velocidad de oscilación y la velocidad de propagación de las ondas

zhkp w 8

7




1.0

FS

ktky

R

W

k·W

N

dttatv netan dttvtsn

Criterios principales método Newmark




• Viscosidad en talud sumergido. Equivalencia de energía de presión hidrodinámica, con energía cinética.

• Masas nodales añadidas a los pilotes sumergidos

• Rigidez visco-elástica en contornos exteriores del modelo por consideraciones elásticas y mecánicas

• Ratio de amortiguación 5% del crítico




• Análisis de frecuencias y masas, mediante cálculo de autovalores con 7 modos de vibración

• Cálculo de respuesta frente a espectro de aceleraciones en la dirección de mayor masa movilizada

0 xKxM




Modo de vibración 1




Desplazamientos relativos con espectro de aceleraciones





-0,1

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

-5 0 5 10 15 20 25 30 35 40

desplazamiento talud (m)

abscisa (m)

6. COMPARACIÓN DE RESULTADOS



Desplazamiento métodos

analíticos (cm)

Desplazamiento medio métodos numéricos (cm)

24 26

7. CONCLUSIONES


• Los resultados obtenidos por métodos analíticos y numéricos son similares

• El nivel de daño esperable en el talud, sería similar según ambos métodos

• Los desplazamientos del talud y del muelle son significativos, acordes con el nivel de aceleraciones sísmicas esperado.


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