EFECTO DEL COMPONENTE SÍSMICO VERTICAL EN PUENTES
DOI:
https://doi.org/10.18867/ris.108.602Palabras clave:
espectros de respuesta verticales, efecto movimiento vertical en puentesResumen
Tradicionalmente, el análisis y diseño sísmico de las estructuras se realiza bajo la acción de los componentes horizontales del sismo, y únicamente en aquellos casos en los que se estima que la aceleración vertical puede tener un efecto importante en la respuesta de la estructura, se incluye en la demanda sísmica el espectro de diseño del componente horizontal. Generalmente, el efecto del movimiento vertical se define multiplicando el espectro de diseño horizontal, por un factor menor a la unidad. Sin embargo, la observación de los registros medidos en campo cercano, muestran que no es extraño que las aceleraciones verticales sobrepasen claramente la máxima aceleración horizontal, y que el contenido de frecuencias es normalmente mayor en los acelerogramas verticales, de manera que no es adecuado, para tener en cuenta el movimiento vertical, el procedimiento de reducir el espectro horizontal, simplemente mediante la aplicación de un factor menor a la unidad igual para todo el espectro de frecuencias. En la primera parte del trabajo se describen las características de un total de cien registros sísmicos obtenidos de la Base Mexicana de Sismos Fuertes para temblores asociados al proceso de subducción, que se midieron en estaciones ubicadas a una distancia epicentral menor de 60 km y magnitud mayor de 5.0, con la finalidad de estudiar la influencia de los parámetros que tienen mayor efecto en el componente vertical. En la segunda parte se estudia un conjunto de estructuras tipo puente para evaluar el efecto que tiene el componente vertical en su respuesta, tanto en las etapas constructivas, como en las estructuras terminadas. Se incluye una evaluación de los periodos de las principales formas de vibrar de algunos tipos de puentes para estimar el impacto potencial que puede esperarse en las estructuras construidas cerca de zonas epicentrales.
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Citas
Álvarez J J, Cruz J I, Hernández H, Jara M, Jara J M, Martínez G, Olmos B A, Rojas R, Ruiz J (2009), “Desarrollo de un procedimiento para reducir la vulnerabilidad sísmica de puentes en México”, Informe técnico final del proyecto SEP-2004-c01-47314, México.
Ambraseys, N. N. and Simpson, K. A., (1996). “Prediction of Vertical Response Spectra in Europe”, Earthquake Engineering and Structural Dynamics, 25, 401-412. DOI: 10.1002/(SICI)1096-9845(199604).
BMSF (1999), “Base Mexicana de Datos de Sismos Fuertes”, Sociedad Mexicana de Ingeniería Sísmica, A.C., México.
Button, M. R., Cronin, C. J., and Mayes, R. L., (2002). “Effect of vertical motions on seismic response of bridges.” Journal of Structural Engineering, 128 (12),1551-1564. DOI: 10.1061/(ASCE)0733-9445(2002)128:12(1551).
Caltrans (2006), “Seismic design criteria”, California Department of Transportation, Sacramento, California, USA.
Chopra A (2019) “Dynamics of structures, theory and applications to earthquake engineering”, Pearson Education, Inc., Fifth Edition, United States of America, pp 876.
Collier C, Elnashai A (2001), “A procedure for combining vertical and horizontal seismic action effects”, Journal of Earthquake Engineering, (4): 521-539. DOI: 10.1080/13632460109350404.
Eurocódigo, (1998). “Eurocódigo 8. Disposiciones para el proyecto de estructuras sismorresistentes, Parte 2: Puentes”. UNE-ENV, 1998-2.
Kim S J, Elnashai A (2008), “Seismic assessment of RC structures considering vertical ground motion”, Department of Civil and Environmental Engineering, University of Illinois at Urbana-Champaign Urbana, Illinois, USA, pp 274.
Kunnath S, Abrahamson N, Chai Y H, Zong Z, Yilmaz Z (2005), “Effects of vertical ground motions on seismic response of highway bridges”, Journal of Bridge Engineering, 13, No. 3. DOI: 10.1061/(ASCE)1084-0702(2008)13:3(282)
MDOC (2015), “Manual de diseño de obras civiles”, Comisión Federal de Electricidad, Sección C: Estructuras, Tema 1: Criterios Generales de Análisis y Diseño, C.1.3 Diseño por Sismo, México.
Newmark N M, Blume J A, Kapur K K (1973), “Seismic design spectra for nuclear power plants”, Journal of Power Division, 99 (2): pp. 287–303. DOI: 10.1061/JPWEAM.0000753
NTCS (2017), “Normas técnicas complementarias para diseño por sismo”, Reglamento de Construcciones para la Ciudad de México, Gaceta Oficial de la Ciudad de México.
Papazoglou A J, and Elnashai A S (1996). “Analytical and field evidence of the damaging effect of vertical earthquake ground motion”, Earthquake Engineering and Structural Dynamics, 25, 1109-1137. DOI: 10.1002/(SICI)1096-9845(199610)25:10
Park Y J, Ang A (1985), “Mechanistic seismic damage model for reinforced concrete”, Journal of Structural Engineering, 111 (4): 722-739. DOI: 10.1061/(ASCE)0733-9445(1985)111:4(722)
Paulotto C, Ayala G, Taucer F y Pinto A (2007), “Simplified models/procedures for estimation of secant-to-yielding stiffness, equivalent damping, ultimate deformations and shear capacity of bridge piers on the basis of numerical analysis”, JRC Publications JRC38009, EUR 22885 EN. Luxemburgo.
Perea T, y Esteva L (2005), “Componente vertical de registros sísmicos en méxico y su efecto en la respuesta sísmica no lineal de edificios”. Revista de Ingeniería Sísmica, (72), 45-79. DOI: 10.18867/RIS.72.125
Rosenblueth E (1975), “Effect of the vertical seismic component on tall buildings”, Proceedings of the Fourth National Conference on Earthquake Engineering, Sociedad Mexicana de Ingeniería Sísmica, Oaxaca, México.
Saadeghvaziri M A, y Foutch D A (1991), “Dynamic behavior of R/C highway bridges under the combined effect of vertical and horizontal earthquake motions”, Earthquake Engineering and Structural Dynamics, 20, 535-549. DOI:10.1002/eqe.4290200604
Shrestha B (2009), “Vertical ground motions and its effect on engineering structures: A state–of-the-art review”, In: International Seminar on hazard management for sustainable development. Katmandu, Nepal, 2009, p. 190-202.
