Viaducto Pipira

AMORTIGUAMIENTO EN PUENTES DE CONCRETO DE LUCES LARGAS Laura María Soto Torres Julio de 2001

RESUMEN
El fundamento de la investigación radica en crear la conciencia de que la capacidad de disipación de energía de puentes de concreto de luces largas puede no ser realmente ejemplificada con el 5% de amortiguamiento, que se utiliza actualmente. Para esto se desarrollaron modelos con pórticossimples mediante los cuales se puede inferir que la capacidad de amortiguamiento en este tipo de estructuras es menor que la de edificaciones (ξ>5%), y que al disminuir el coeficiente de amortiguamiento con respecto al crítico (ξ) los valores de aceleración espectral aumentan para todo el rango de períodos aunque con mayor intensidad para modos altos, generando cambios importantes en la aceleración ala cual puede estar sometida la estructura. Aunque el período fundamental para puentes de este tipo es del orden de 2 a 3 s. , elementos como columnas cortas pueden verse gravemente afectados por el fenómeno antes mencionado ya que es posible que estén gobernadas por un modo de vibración cuyo período se encuentre dentro o en proximidades a la meseta del espectro.
PALABRAS CLAVEAMORTIGUAMIENTO, ESPECTROS DE DISEÑO, PUENTES DE CONCRETO, LUCES LARGAS, COLUMNAS CORTAS.

DISIPACIÓN DE ENERGÍA,

INTRODUCCIÓN

Y ANTECEDENTES

Si bien en la actualidad los espectros de respuesta empleados para la modelación numérica de puentes de grandes luces adoptan como punto de partida los generados para cualquier tipo de edificaciones es posible que este no sea el procedimiento adecuado para laevaluación de un parámetro del que depende no sólo la respuesta de la estructura ante solicitaciones de origen dinámico sino que también podría tener el contraproducente efecto de encarecer la obra civil. A pesar de encontrarse artículos relacionados con la oscilación de puentes, no se ha encontrado material sobre el tema en cuestión, lo cual constituye un reto y una gran responsabilidad en elpresente trabajo y en los que se ejecuten en un futuro cercano. El objetivo básico consistió en analizar teóricamente el amortiguamiento que se genera en puentes de luces largas como resultado de la acción de una carga sísmica, verificando el efecto de la configuración geométrica de la estructura en el mismo, y analizando los posibles efectos de su variación (del amortiguamiento) en los espectros dediseño para este tipo de estructuras. También se analizó el amortiguamiento dependiendo de si la estructura se diseña para trabajar solamente en el rango elástico o si se permite la plastificación de la misma, utilizando casos particulares.

CUERPO
IMPORTANCIA DE LA CONFIGURACIÓN GEOMÉTRICA Como el amortiguamiento es la capacidad que tiene un material para disipar energía por fricción internacuando se ve sometido a cargas cíclicas que lo sacan del rango elástico, se puede suponer que esta fricción interna se desarrolla en la zona circundante a los nudos de la misma en el caso de pórticos de concreto ya sea reforzados o presforzados. Esto se debe a que en los nudos y sus alrededores es donde se concentran los giros (ver Figura 1) que originan esfuerzos internos tanto de flexión como decortante que ocasionan la fisuración del concreto desencadenando fricción entre las caras de las fisuras y entre los agregados del concreto y del acero de refuerzo. También es importante considerar la disipación de esfuerzos que sucede durante el endurecimiento por deformación del acero de refuerzo que permite grandes deformaciones posteriores a la fluencia del mismo, ofreciendo resistencia a lafalla como amortiguamiento. Figura 1: Concentración de giros en el nudo
Figura 2: Ciclos de histéresis de elementos

de concreto reforzado

Por esto se puede suponer que entre mayor sea la sumatoria de giros en una estructura existirá una mayor capacidad de disipación de energía. Esta energía disipada por fricción es la que se refleja matemáticamente en la diferencia de las áreas bajo las...