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Tesishykrk,..fgragregregraegg, Slides of Structures and Materials

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Typology: Slides

2018/2019

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ANÁLISIS DEL COMPORTAMIENTO DE COLUMNAS DE PUENTES DE CONCRETO
REFORZADO A TRAVÉS DE DIAGRAMAS DE INTERACCIÓN Y RELACIONES
MOMENTO-CURVATURA
PRESENTADO POR:
KARLA MORÁN CASTILLO
DIRECTOR DE TESIS:
ING. PABLO LINDAO TOMALÁ
ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORAL
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“ANÁLISIS DEL COMPORTAMIENTO DE COLUMNAS DE PUENTES DE CONCRETO

REFORZADO A TRAVÉS DE DIAGRAMAS DE INTERACCIÓN Y RELACIONES

MOMENTO-CURVATURA”

PRESENTADO POR:

KARLA MORÁN CASTILLO

DIRECTOR DE TESIS:

ING. PABLO LINDAO TOMALÁ ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORAL

PUENTES: Introducción

 Hace casi tres décadas

debido a la gran cantidad de

sismos y los severos daños

que éstos han causado a

diferentes tipos de estructuras

se concluyó que era necesario

tomar medidas urgentes para

contrarrestar el riesgo sísmico

que estaba aumentando. De

ahí que surgió la investigación

de filosofías de diseño sísmico

y dentro de éstas, métodos de

diseño sismorresistente

basados en desplazamientos

y no solo en fuerzas como

aquellos tradicionales.

Puente “Octavio Frías de Oliveira” en Sao

Paulo

PUENTES: Daños por eventos sísmicos

Falta de asiento en puentes con esviaje

Falla por deslizamiento en los estribos y golpeteo

entre la subestructura y superestructura

Falla de un tramos del Puente Nishinomiya-ko

en el sismo de Kobe en 1995

PUENTES: Fallas en Columnas

Falla por flexión arriba de la
base de las columnas de la
autopista Hanshin, debido a la
terminación prematura del
refuerzo longitudinal en el Sismo
de Kobe de 1995.
Falla del confinamiento en la parte superior de
la columna durante el sismo de San Fernando
en 1971.
Rótulas plásticas en columnas restringidas por un muro
que las conecta en el Puente sobre el Canal Bull Creek
Canyon.
Falla por flexión y corte en la mitad de la
altura de la pila del paso elevado de la ruta
43/2, debido a la terminación prematura del
refuerzo longitudinal durante el Terremoto de
Kobe.
Falla por cortante dentro de la
región de la articulación plástica
en el terremoto de San Fernando.
Fotos tomadas de Priestley,
Seible y Calvi, 1996)

MATERIALES: Concreto Reforzado

Concreto

Reforzado

Concreto

Acero

Concreto No

Confinado

Concreto

Confinado

• Versátil

• Económico

Columnas y arcos

MATERIALES: Concreto Reforzado - Confinamiento

Confinamiento con espirales
o aros sometidos a tensión
axial (Tomado de Park y
Paulay, 1997)

Los estribos rectangulares proveen confinamiento efectivo solo en las esquinas y en la región central de la sección. (Tomado de Park y Paulay, 1997) Espaciamiento del acero transversal (Tomado de Park y Paulay, 1997)

MATERIALES: Acero

fy = 15x f’c (Compresión)

fy = 100 x ft (Tensión)

COSTOSO

ECONÓMICO

MATERIALES: Acero

HORMIGÓN SIMPLE

ACERO DE REFUERZO

CONCRETO

REFORZADO

COLUMNAS

 Las columnas pueden dividirse en:

1.) columnas cortas , en las cuales la

carga última para una excentricidad

dada está solamente gobernada

por la resistencia de los materiales y

las dimensiones de la sección

transversal.

2.) columnas esbeltas, en las cuales la

carga última también está influida

por la esbeltez, lo que produce

flexión adicional debido a las

deformaciones transversales.

Columna sometida a carga axial y

flexión (Tomada de Nilson, 1999)

COLUMNAS: Secciones Típicas

Secciones de columnas sólidas. (Tomado de

Priestley, Seible y Calvi 1996)

COLUMNAS: Relaciones Momento-Curvatura  La relación momento- curvatura de una sección de hormigón armado se obtiene a partir de los modelos del hormigón y del acero, además depende de la geometría y refuerzo longitudinal y transversal.  La curvatura de un elemento se define como la rotación por longitud unitaria del miembro

Relaciones momento curvatura para secciones de viga

simplemente reforzadas, (a) Sección que falla a

tensión, r<rb. (b) Sección que falla a compresión,

r>r b. (Tomada de Park y Paulay, 1997)

a) b)

COLUMNAS: Relaciones Momento-Curvatura  Para mayor facilidad, se considera una aproximación bilineal para la relación momento curvatura donde resaltan los términos: 1.) Curvatura de cedencia equivalente Ф

y

2.) Curvatura plástica Фp 3.) Curvatura última Ф

u

Aproximación bilineal de la relación

Momento-Curvatura de una columna.

(Tomado de Priestley, Seible y Calvi, 1996)

XTRACT v. 3.0.

 El programa UCFyber fue creado originalmente en la Universidad de California en Berkeley por el Dr. Charles Chadwell. En el 2001 Imbsen Software Systems adquirió el UCFyber y este fue renombrado como XTRACT.  El XTRACT es en general un programa de análisis de secciones transversales de cualquier forma geométrica y material sujetas a cualquier tipo de carga. Las funciones de análisis disponibles que posee son:

  1. ) Análisis de Interacción Fuerza Axial- Momento 2.) Análisis Momento-Curvatura 3.) Análisis de Interacción Momento- Momento

Ventana principal del programa XTRACT

XTRACT v3.0.8: Crear una sección

Paso 1:

 Menú File / New Project o a través de la barra de herramientas con el ícono

 El primer cuadro de diálogo

permite agregar los datos del

propietario y el nombre del

proyecto.

Paso 2:

 En el recuadro que aparece

a continuación se selecciona

la forma como iniciar el

proyecto, las unidades en la

que se va a trabajar