Congreso de Ingeniería Sísmica, Estructural y Geotécnica

-

Enseñanzas del Sismo de 16 de Abril de 2016Una retrospectiva de lo aprendido, evaluado y actuado con

miras hacia el futuro

Comportamiento del Puente de Bahía de Caráquez y Beneficios del Aislamiento Sísmico

Marcelo Romo y Enrique MoralesProfesores, Universidad de las Fuerzas Armadas Consultores, Cuerpo de Ingenieros del Ejército

Quito, 20 y 21 de abril de 2017

Descripción del Proyecto, Conceptos Generales del Análisis Sísmico de una Estructura Con Aislamiento de Base de Acuerdo al ASCE 7-10 y Normas Vigentes

Conclusiones

Sistemas Pasivos de Disipación de Energía y Sistemas de Aislamiento de Base: Visión General

Desempeño Sísmico del Puente Los Caras de Bahía de Caráquez durante el Sismo de 16 de abril de 2016

AgendaResumen

Riesgo Sísmico y Aplicación en los Sistemas de Aislamiento de Base

Referencias

El principal propósito delamortiguamiento suplementario yde los sistemas de aislamiento debase es disipar una significanteporción de la energía de entraday /o aislar la estructura.

EI=EK+ES+EH+ED

Uang y Bertero, 1988.

Aislamiento de Base

Fuente: Maurer Söhne Base Isolation Sliding Bearings

Localización y Tipos

Edificios Puentes

Curva Fuerza -Deformación de un Sistema Elastomérico

(Constantinou 2015)

𝑇𝑇 = 2𝜋𝜋𝑚𝑚𝑘𝑘𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒

Curva Fuerza- Deformación de un Sistema Friccional

(Constantinou 2015)

𝑇𝑇 = 2𝜋𝜋𝑅𝑅𝑔𝑔

SISTEMAS DE PROTECCION SISMICA DE ESTRUCTURAS

# DE

ED

IFIC

IOS

AÑ0Fuente: Japan Society of Seismic Isolation

QUIEN QUIERE SER EL PRIMERO?

QUE ESTAMOS ESPERANDO?

AISLAMIENTO SISMICO… Dos preguntas:

Sistemas Pasivos de Protección Sísmica (Japón 2004-2014 JSSI 2016)

Sistemas De Aislamiento Sísmico (Japón 2004-2014 JSSI 2016)

Sistemas Pasivos de Protección Sísmica (Chile , Sirve)

SISTEMA ACTIVO UNIVERSIDAD DE BUFFALO 1988

Riesgo Sísmico y Aplicación en los Sistemas de Aislamiento de Base

(Toulkeridis 2013)

-0.10

0.30

0.70

1.10

1.50

1.90

2.30

2.70

3.10

3.50

0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 4.00

Spec

tral

Acc

eler

atio

n (g

)

Period (s)

AAM2-E AAM2-NACH1-E ACH1-NACHN-E ACHN-NACUE-E ACUE-NAES2-E AES2-NAGYE-E AGYE-NAIB1-E AIB1-NAIB2-E ALAT-EALAT-N ALIB-EALIB-N ALJ1-EALJ1-N ALOR-EALOR-N AMIL-EAMIL-N AMNT-EAMNT-N AOTA-E

Espectros Elásticos y Espectros NEC-15(C, D y E)

(Singaucho et al. 2016 )

Descripción Del Proyecto

Espectro de Diseño y Fuerza Deformación Aislador

Geometría y Regímenes de Desempeño de los AisladoresFriccionales de Triple Péndulo

(Constantinou 2015)

Conclusiones

La respuesta sísmica de las estructuras con sistemas de protección sísmica y con aislamiento de base reduce significativamente las respuestas dinámicas de las estructuras en comparación con las estructuras convencionales, es decir permiten reducir el daño y obtener niveles sísmicos de desempeño que garantizan la operatividad de las estructuras.

Se demostró la importancia de una filosofía adecuada de diseño sísmico, con un proceso constructivo de acuerdo a las normas y códigos, que asegura un riesgo lo suficientemente pequeño de daño y colapso. En Ecuador se debe fomentar este tipo de filosofía de diseño sísmico, lo que permitirá salvaguardar la infraestructura del país, y sobre todo, salvar vidas humanas.

El Puente Los Caras, diseñado por el Cuerpo de Ingenieros del Ejército (CEE) en 2008, y construido por el mismo CEE hasta 2010, es tomado como un ejemplo, de demostración de una correcta planificación, con un alto grado de innovación tecnológica que tuvo un adecuado desempeño sísmico durante el sismo de Muisne, de Abril de 2016.

En ningún momento se produjo interrupción del servicio del puente, pues inicialmente el área afectada por desprendimiento de segmentos de acordeón fue pequeña, y a los 14 días del terremoto, por el daño progresivo del cubrejunta, se realizó un reemplazo emergente de los módulos más afectados de pila 44.

Conclusiones

Los sincronizadores externos de choque, los cubrejuntas de neopreno y las juntas de grandes desplazamientos diseñados y empleados de acuerdo con un método conceptual se comportaron adecuadamente bajo un terremoto mayor de Mw 7.8, con aceleraciones de tierra similares a un terremoto DE.

Una vez analizado el comportamiento de los 152 aisladores sísmicos del puente, se concluye que el mayor desplazamiento ocurrido en la pila P12 responde a que los estratos de arena no socavable, que empiezan a 10 m de profundidad, tuvieron una profundidad de licuefacción mayor en pila P12, que en las pilas restantes. La profundidad estimada de licuefacción es de 14 m por debajo del nivel del fondo del río, o 24 m desde la base de la zapata de la pila. Los estratos portantes verticales precisamente empiezan en este nivel, y debido a que los pilotes tienen 58 m de longitud, no se vio afectada en lo absoluto su capacidad portante vertical; solamente se afectó la capacidad de confinamiento lateral de la parte superior de los pilotes.

Todos los aisladores fueron testeados (152), con la finalidad de validar experimentalmente lo diseñado, es decir existió un adecuado control de calidad, norma que se debe seguir en cualquier estructura con aislamiento de base.

ReferenciasASCE. (2010). Minimum Design Loads for Buildings and Other Structures. ASCE/SEI Standard 7-10, American Society of Civil Engineers. Reston, VA., 656 p.

Buckle, I., Constantinou, M., Dicleli, M., Ghasemi, H. (2006). Seismic Isolation of Highway Bridges, U.S. Department of Transportation Federal Highway Administration, MCEER, Buffalo, New York.

CEE (Cuerpo de Ingenieros del Ejército). (2010). Información General del Proyecto Puente de Bahía de Caráquez.

Chistopoulus, C., and Filiatraul, A. (2006). Priciples of passive Suplemental Damping and Seismic Isolation. IUSS Press, Instituto Universitario di Studi Superiori di Pavia, Pavia, Pavia, IT.

Chunga, K., Leon, C., Quin onez, M., Beni tez, S., Montenegro G. (2002). Seismic hazard assessment for Guayaquil: Insights from Quaternary Geol. Data, Nat. Geoph. Data Center.

Constantinou, M. C., Soong, T. T., Dargush, G. F., & Multidisciplinary Center for Earthquake Engineering Research (U.S.). (1998). Passive energy dissipation systems for structural design and retrofit. Buffalo, N.Y: Multidisciplinary Center for Earthquake Engineering Research

Constantinou, M. C, Whittaker, A. S., Kalpakidis, Y., Fenz, D. M. and Warn G. P. (2007). Performace of Seismic Isolation Hardware under Service and Seismic Loading: Technical ReportMCEER-07-0012. Multidisciplinary Center for Earthquake Engineering Research, University at Buffalo, State University of New York, Buffalo, NY.

Constantinou, M. C. (2015). Class notes – Aseismic Base Isolation, Buffalo University. Buffalo, NY.

EPS (Earthquake Protection Systems). (2015). Ecuadorian Army Corps of Engineers Triple Pendulum Bearings Drawings, Bearing Specifications, Force Displacement Properties, DesignCalculations for Triple Pendulum Bearing Model, Vallejo, CA.

Fenz, D. M., & Constantinou, M. C. (2008). Spherical sliding isolation bearings with adaptive behavior: Theory. Earthquake Engineering & Structural Dynamics, 37, 2, 163-183.

Filiatrault, A. (2014). Class notes – Structural Control, University at Buffalo. Buffalo, NY.

Giesecke, A., Capera A.A.G., Leschiutta I., Migliorini E., Valverde L.R. (2004). CERESIS earthquake database of Andean Region, Annals of Geophysics, 47(2/3):421-435.

JSSI (Japan Society of Seismic Isolation). (2016). Retrieved from http://www.jssi.or.jp/english/

Romo, M., Beltran, F., Landázuri, J., Hidalgo, G., Puebla, R., and Almeida, J. (2010): Structural Design Memory of the Bahia to San Vicente Bridge, Ecuadorian Army Corps of Engineers -Technical Documents of Los Caras Bridge (in Spanish).

Romo, M. (2016). Notes and Data collected post-earthquake April 2016, EACE, Ecuador Army Corps of Engineers team.

Singaucho J.C., Laurendeau A., Viracucha C., Ruiz M. (2016). Observaciones del sismo del 16 de Abril de 2016 de magnitud Mw7.8, Intensidades y Aceleraciones, Sometido a la Revista Politécnica.

Toulkeridis, T. (2013). Volcanes Activos Ecuador, Santa Rita, Quito, Ecuador: 152 pp.

Villaverde, R. (2009). Fundamental Concepts of Earthquake Engineering. Boca Raton: CRC Press. New York, NY.

Congreso de Ingeniería Sísmica, Estructural y Geotécnica

… reflexión sin acción es desperdicio

¿Preguntas?