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Criterios de Diseño Sísmico de Puentes: Generalidades y Caso de Investigación en
Columnas con Doble Espiral
Juan F. Correal Daza, Ph.D., P.E.
CIMOC (Centro de Investigación en Materiales y Obras Civiles)
Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental Universidad de los Andes – Bogotá D.C., Colombia
Bogotá– Octubre 12, 2012
University of Nevada, Reno
2 Introducción
Desarrollo Historico Diseño Sísmico de Puentes- AASHTO LFRD
•! AASHTO y Caltrans lideran el desarrollo de ATC-6 (“Seismic Design Guidelines for Highway Bridges”) en 1981 después del terremoto de San Fernando 1971.
•! ASSHTO adopta las especificaciones del ATC-6 en 1983 en introduce formalmente en “Standard Specifications for Highway Bridges” en 1991.
•! Las especificaciones del 91 se revisaron y formatearon como lo que se conoce como “Division 1-A, lo que se volvería la base para las provisiones sísmicas que se incluyeron en “ASSHTO LFRD Bridge Design Specifications”.
3 •! Después las lecciones de terremotos en USA en los 80´s y 90´s y
la finalización de investigaciones, se hizo claro la necesidad de mejorar la práctica de diseño sísmico de puentes, que resultó en el desarrollo de cuatro documentos:
1.! ATC-32: Improved Seismic Design Criteria for California
Bridges- Provisional Recommendation in 1996. 2.! Caltrans´ Seismic Design Criteria- MCEER/ATC-49- in 1999 3.! Recommended LRFD Guidelines for the Seismic Design of
Highway Bridges in 2003 4.! South Carolina Seismic Design Specifications in 2001
•! En 2005 T-3 (Seismic Design Technical Committee) se delega para tomar las mejores practicas de las cuatro documentos anteriores para desarrollar una sola especificación para el diseño sísmico de puentes para ASSHTO.
Introducción
4 •! Bajo los principios de Diseño Basado en
Desplazamientos.
•! Para movimientos sísmicos con período de retorno de 1000 años, probalidad de excendencia 7% en 75 años.
•! Nuevas prácticas de diseño sísmico de puentes: mínima ductilidad por elemento, control de respuesta sísmica en estribos, y control de daño para elementos.
•! Cubre el diseño para puentes típicos (L=90m) y aplica para puentes no-críticos y no-esenciales.
•! Adoptadas por ASSHTO en 2007 y modificadas en 2008 como ALTERNATIVA las especificaiones LRFD (basados en diseño por resistencia- factores R)
Introducción
Las especificaciones tienen
comentarios (ACI 318)
5 Introducción
Tabla de Contenido de ASSHTO Guide Specifications for LRFD Seismic Bridge Design 2nd Edition-2011
Sección 1: Introducción
Sección 2: Definiciones Generales y Notaciones
Sección 3: Requisitos Generales
Sección 4: Análisis y Requisitos de Diseño
Sección 5: Modelos y Procedimientos Analíticos
Sección 6: Diseño de Fundaciones y Estribos
Sección 7: Componentes de Acero Estructural
Sección 8: Componentes de Concreto Reforzado
Referencias
Apéndice A: Análisis de Flexibilidad de la Fundación
Apéndice B: Diagrama de Flujo de Diseño
6 Introducción Criterio de Comportamiento
“Guide Specifications for LRFD Seismic Bridge Design” Para un evento sísmico con probalidad de excedencia del 7% en 75 años, el puente debe tener poca probabilidad de colapso, con gran cantidad de daño localizado y posibilidad de cierre al servicio. Puede requerir reparación parcial o total del puente Los daños esperados además de deformaciones permanentes son: •! Fisuración •! Fluencia del Acero •! Descascaramiento del recubrimiento del concreto •! Fluencia y pandeo de columnas de elementos sísmicos en acero •! Fisuración del tablero al nivel de los conectores a cortante “shear
studs” (tablero de concreto con vigas de acero)
7 Introducción Procedimiento de Diseño Sísmico
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8 Introducción
Categorias Sísmicas
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9 Introducción Procedimiento de Diseño Sísmico
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10
Sistemas Sismo-Resistente (ERS) El diseño debe estar basado en una de
las 3 siguientes estrategicas Globales de
Diseño Sísmico:
Tipo 1: Subestructura Dúctil y
Superestructura Elástica.
Tipo 2: Subestructura Esencialmente
Elástica y Superestructura Dúctil.
Tipo 3: Subestructura y Superestructura
Elástica con Mécanismo de Fusible
14 Introducción Procedimiento de Diseño Sísmico
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15
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Introducción
16
Determinación de la Demanda Sísmica SDC B, C y D
Determinar !D: Demanda de Desplazamiento
•! ESA = Elastic Static Analysis= Fuerza Horizontal Equivalente:
puentes luces balanceadas, rigidez uniforme, con predominancia en responder en el modos transversales.
•! EDA= Elastic Dynamic Analysis= Análisis Modal-Espectral:Análisis multi-modal, número de modos que capture el 90% de la participación de masa en el sentido longitudinal y transversal. Mínimo 3 elementos por columna y 4 por luz, y CCC (combinación cuadrática completa o CQC) para la combinación modal.
Introducción
17
Procedimiento para Determinar la Demanda Sísmica SDC B, C y D
1. Definir la Amenaza 2. Aplicar Factores
RD = Factor DISMINUCION debido la interacción con el estribo Ó Factor de AUMENTO para estructuras de período corto
3. Desarrollar Modelo Analítico (ESA o EDA)
Introducción
18 Introducción Procedimiento de Diseño Sísmico
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19
Procedimiento para Determinar la Capacidad para SDC B, C y D
Para Estructuras Tipo 1: Para SDC B: !L
C = 0.12Ho(-1.27in(x)-0.32)!0.12Ho
Para SDC C: !L
C = 0.12Ho(-2.32in(x)-1.22)!0.12Ho
Con: Ho =Altura Libre de la Col. (ft) Bo = Diámetro o ancho medido en la dir. paralela a la dir. De análisis. (ft) x= "Bo/Ho con " = 1 para col en voladizo o 2 para doblemente restringido (arriba y Abajo) PARA ESTRUCTURAS TIPO 2 y 3 y SDC D USAR PUSH-OVER ANALISIS
Introducción
20
DUCTILIDAD PARA MIEMBROS EN SDC D
Adicionalmente a que !D>!C , se debe cumplir que: Con µD =1+(!P/!y) Pórticos de columnas sencillas µD # 5
Pórticos de columnas múltiples µD # 6 Muros en Dir. débil µD # 5 Muros en Dir. fuerte µD # 1
Introducción
21 Introducción Procedimiento de Diseño Sísmico
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22 Introducción
Caso de Investigación en Columnas con Doble Espiral
Juan F. Correal Daza, Ph.D., P.E.
University of Nevada, Reno
Asesor: Dr. M. Saiid Saiidi
Co-Asesor: Dr. David Sanders
23 Introducción
•!Recomendaciones Caltrans (1990)-USA
•!NZS 1301 (1995) –Nueva Zelanda
•!JH (1997)- Corporación Pública de Vías Japon
Pilas-Muro Puente Chubu Expressway-Japan 2001 Japan Highway Public Corporation
•!Recomendaciones Caltrans (1990)-USA
•!NZS 1301 (1995) –Nueva Zelanda
•!JH (1997)- Corporación Pública de Vías Japon
Pilas-Muro Puente Chubu Expressway-Japan 2001 Japan Highway Public Corporation
Kamanashi Puente-Japon 2000 Japan Highway Public Corporation
24 Introducción
Por qué utilizar columnas con espirales entrelazados? Ventajas
1. Confinamiento- Eficiente Espirales Entrelazas
(Interlocking Spirals) Estribos Rectangulares
con Ganchos
Vs
Ahorros de acero trans. 50% – 200% (USA, New Zealand, Japon)
27 Parámetros del Estudio
"" x R
"" = 1.0 – 1.5 di
Distancia Horizontal entre Espirales (di)
Caltrans:
di !1.0R evitar translapo con más de dos espirales
di "1.5R asegurar entrelazamiento entre espirales
Tanaka & Park (1993-Nueva Zelanda): di " 1.2R
Caltrans:
28 Parámetros del Estudio
xAg 8 . 0 V
==##
V
Niveles de Esfuerzo Cortante “Indice de Cortante”
di
(Indice de Cortante) x c f'
3 [psi] x 0.25 [MPa]
7 [psi] x 0.58 [MPa]
c f' c f'
Nivel de Cortante Bajo
Nivel de Cortante Alto
30 Objetivos
!!Estudiar el comportamiento sísmico de columnas con espirales entrelazadas mediante ensayos en mesas vibratorias (primeros ensayos). !!Determinar la influencia de di para niveles de cortante bajo y alto.
!!Verificar si la adición de ganchos horizontales mejora el comportamiento sísmico de las columnas con espiral entrelazados
31 Objetivos
!!Establecer recomendaciones para el diseño de ganchos horizontales en columnas con espirales entrelazadas.
!!Desarrollar un modelo analítico no lineal de la rigidez a cortante en elementos de concretos.
!!Evaluar la efectividad de los modelos analíticos existentes (longitud de rotula plástica, fuerza vs. desplazamiento, capacidad de corte, etc.)
32 Diseño de Especimenes
Caltrans (Seismic Design Criteria SDC-99): •!Mínima capacidad de ductilidad de desplazamiento de µµ =3, deseada µµ $$ 4.
y c
! !
= µ
!!c= Capacidad de desplazamiento del elemento
!!y= Capacidad idealizada de fluencia de desplazamiento
determinada a partir de análisis de M-%%.
Todos los especimenes fueron diseñados para una ductilidad de desplazamiento de 5
33 Diseño de Especimenes
*ISH1.5T: Espaciamiento de Ganchos adicionales && 2x espacimiento de las espirales
Índice Carga Axial (P/f’c Ag) = 0.1
f’c = 5000 psi [34.5 MPa]
Refuerzo Grade 60 ksi [420 MPa]
34 Diseño de Especimenes
Cross Section ISL1.0
14.0 cm[5.50 in]
32#3
W2.9 @ 2.5cm [1.0 in]
30.5 cm[12.00 in]
30.5 cm[12.00 in]
Cross Section ISL1.5
15.2 cm[6.00 in]
21.0 cm[8.25 in]
15.2 cm[6.00 in]
38#3
W2.9 @ 2.5cm [1.0 in]
15.2 cm[6.00 in]
15.2 cm[6.00 in]
44.5 cm[17.50 in]
51.4 cm[20.25 in]
1.3 cm[0.50 in]
1.3 cm[0.50 in]
25.4 cm[10.00 in]
12.7 cm[5.00 in]
11.4 cm[4.50 in]
12.7 cm[5.00 in]
W2.0 @ 3.8cm [1.5 in]
32#3
Cross Section ISH1.0
1.3 cm[0.50 in]
25.4 cm[10.00 in]
12.7 cm[5.00 in]
17.1 cm[6.75 in]
12.7 cm[5.00 in]
36.8 cm[14.50 in]
42.5 cm[16.75 in]
Cross Section ISH1.5
W2.0 @ 2.5cm [1.0 in]
1.3 cm[0.50 in]
38#3
12.7 cm[5.00 in]
14.3 cm[5.62 in]
12.7 cm[5.00 in]
25.4 cm[10.00 in]
39.7 cm[15.62 in]
Cross Section ISH1.25
W2.0 @ 2.5cm [1.0 in]
1.3 cm[0.50 in]
34#3
Cross Section ISH1.5T
12.7 cm[5.00 in]
17.1 cm[6.75 in]
12.7 cm[5.00 in]
25.4 cm[10.00 in]
42.5 cm[16.75 in]
W2.0 @ 2.5cm [1.0 in]
1.3 cm[0.50 in]
38#3
W2.0 @ 5.7cm [2.25 in]
Cross Section ISL1.0
14.0 cm[5.50 in]
32#3
W2.9 @ 2.5cm [1.0 in]
30.5 cm[12.00 in]
30.5 cm[12.00 in]
Cross Section ISL1.5
15.2 cm[6.00 in]
21.0 cm[8.25 in]
15.2 cm[6.00 in]
38#3
W2.9 @ 2.5cm [1.0 in]
15.2 cm[6.00 in]
15.2 cm[6.00 in]
44.5 cm[17.50 in]
51.4 cm[20.25 in]
1.3 cm[0.50 in]
1.3 cm[0.50 in]
25.4 cm[10.00 in]
12.7 cm[5.00 in]
15.2 cm[6.00 in]
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44.5 cm[17.50 in]
51.4 cm[20.25 in]
1.3 cm[0.50 in]
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25.4 cm[10.00 in]
12.7 cm[5.00 in]
11.4 cm[4.50 in]
12.7 cm[5.00 in]
W2.0 @ 3.8cm [1.5 in]
32#3
Cross Section ISH1.0
1.3 cm[0.50 in]
25.4 cm[10.00 in]
12.7 cm[5.00 in]
17.1 cm[6.75 in]
12.7 cm[5.00 in]
36.8 cm[14.50 in]
42.5 cm[16.75 in]
Cross Section ISH1.5
W2.0 @ 2.5cm [1.0 in]
1.3 cm[0.50 in]
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12.7 cm[5.00 in]
11.4 cm[4.50 in]
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Cross Section ISH1.0
1.3 cm[0.50 in]
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12.7 cm[5.00 in]
17.1 cm[6.75 in]
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36.8 cm[14.50 in]
42.5 cm[16.75 in]
Cross Section ISH1.5
W2.0 @ 2.5cm [1.0 in]
1.3 cm[0.50 in]
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12.7 cm[5.00 in]
14.3 cm[5.62 in]
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25.4 cm[10.00 in]
39.7 cm[15.62 in]
Cross Section ISH1.25
W2.0 @ 2.5cm [1.0 in]
1.3 cm[0.50 in]
34#3
Cross Section ISH1.5T
12.7 cm[5.00 in]
17.1 cm[6.75 in]
12.7 cm[5.00 in]
14.3 cm[5.62 in]
12.7 cm[5.00 in]
25.4 cm[10.00 in]
39.7 cm[15.62 in]
Cross Section ISH1.25
W2.0 @ 2.5cm [1.0 in]
1.3 cm[0.50 in]
34#3
Cross Section ISH1.5T
12.7 cm[5.00 in]
17.1 cm[6.75 in]
12.7 cm[5.00 in]
25.4 cm[10.00 in]
42.5 cm[16.75 in]
W2.0 @ 2.5cm [1.0 in]
1.3 cm[0.50 in]
38#3
W2.0 @ 5.7cm [2.25 in]
35 Diseño de Especimenes
68.6 cm[27.00 in]
ISL1.0 = 147.3 cm [58 in]ISL1.5 = 182.9 cm [72 in]
Longitudinal section ISL1.0 and ISL1.5
152.4 cm[60.00 in]
ISH1.0 = 147.3 cm [58 in]ISH1.25 = 160 cm [63 in]ISH1.5 = 175.3 cm [69 in]
ISH1.5T = 175.3 cm [69 in]
152.4 cm[60.00 in]
66.0 cm[26.00 in]
71.1 cm[28.00 in]
Longitudinal section ISH1.0, ISH1.25, ISH1.5 and ISH1.5T
68.6 cm[27.00 in]
ISL1.0 = 147.3 cm [58 in]ISL1.5 = 182.9 cm [72 in]ISL1.0 = 147.3 cm [58 in]ISL1.5 = 182.9 cm [72 in]
Longitudinal section ISL1.0 and ISL1.5
Longitudinal section ISL1.0 and ISL1.5
152.4 cm[60.00 in]
ISH1.0 = 147.3 cm [58 in]ISH1.25 = 160 cm [63 in]ISH1.5 = 175.3 cm [69 in]
ISH1.5T = 175.3 cm [69 in]
152.4 cm[60.00 in]
ISH1.0 = 147.3 cm [58 in]ISH1.25 = 160 cm [63 in]ISH1.5 = 175.3 cm [69 in]
ISH1.5T = 175.3 cm [69 in]
152.4 cm[60.00 in]
66.0 cm[26.00 in]
152.4 cm[60.00 in]
66.0 cm[26.00 in]
71.1 cm[28.00 in]71.1 cm
[28.00 in]
Longitudinal section ISH1.0, ISH1.25, ISH1.5 and ISH1.5T
36 Montaje del Ensayo
Gatos Hidráulico Sistema Inercial de
Masa
Transductores de Desplazamiento (laterales
& curvatura)
Strain Gages en Refuerzo Longitudinal y Transversal (100)
Celda de Carga
Especimenes de Nivel de Cortante Bajo
37 Montaje del Ensayo
Especimenes de Nivel de Cortante Alto
Doble Conector
Transductores de Desplazamiento
(shear deformacion)
38 Señal del Ensayo
El registro de Sylmar, sismo de Northridge (0.606 g PGA, M=6.7 ), máxima demanda de ductilidad desplazamiento
-0.7
-0.6
-0.5
-0.4
-0.3
-0.2
-0.1
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0 5 10 15 20 25 30
Time (s)
Acc
(g)
Factor de Compresión de la escala de Tiempo = SF
-0.7
-0.6
-0.5
-0.4
-0.3
-0.2
-0.1
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0 5 10 15 20 25 30
Time (s)
Acc
(g)
Registro Original Registro de Entrada
Procedimiento de carga consistió en pequeños incrementos de las amplitudes del registro de Sylmar
40 Resultados
Comportamiento de Especimenes con Bajo Cortante
di=1.0R Comportamiento di=1.5R
µµ µµ
0.2-0.8 Grietas de Flexión
0.1-1.5
1.5 Grietas de Cortante
2.4
1.7-2.8 Propagación de Grietas
3.1-4.5
4.1-5.6 Espirales visibles
7.5
9.5 Falla 10
41 Resultados
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
0.0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 12.0!!/!!y
F/F y di=1.0R (ISL1.0)
di=1.5R(ISL1.5)
µµ = 5.0
Comparación de Especimenes con Bajo Cortante
42 Resultados
Comparación de Especimenes con Bajo Cortante
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10Ductilidad de Desplazamiento
Prom
edio
Max
imo
Def
orm
acio
n U
nita
ria e
n la
s Es
pira
les
[10^
6]
0
0.0005
0.001
0.0015
0.002
0.0025
0.003
Prom
edio
Max
imo
Def
orm
acio
n U
nita
ria e
n la
s Es
pira
les
ISL1.0ISL1.5Fluencia
44 Resultados
Comportamiento de Especimenes con Alto Cortante
di=1.0R Comportamiento di=1.25R µµ µµ
0.1-0.4 Grietas de Flexión
0.1-0.6
0.6-0.9 Grietas de Cortante
1-1.4
1.4-2.5 Propagación de Grietas
1.6-2.0
3.6 Espirales y Long. Barras
visibles
2.7-3.7
4.7 Falla Cortante/ Flexión
5.0
45 Resultados
1.5 Comportamiento 1.5T µµ µµ
0.2-0.7 (GV)
Grietas de Flexión
0.1-0.7
0.9-1.0 Grietas de Cortante
0.8-1.2(GV)
2.2-3.0 Espirales y Barras Long.
visibles
2.8
3.3 Daño de Núcleo
3.0-3.3
4.0 Falla Corte/Flexión
3.8
Comportamiento de Especimenes con Alto Cortante
di=1.5R
46 Resultados
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0!!/!!y
F/F y
di= 1.0R (ISH1.0)di= 1.25R (ISH1.25)di= 1.5R (ISH1.5)di= 1.5R (ISH1.5T)
Comparación de Especimenes con Alto Cortante
47 Resultados
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0Ductilidad de Desplazamiento
Prom
edio
Max
imo
Def
orm
acio
n U
nita
ria e
n la
s Es
pira
les[
10^
6]
0
0.0005
0.001
0.0015
0.002
0.0025
0.003
Prom
edio
Max
imo
Def
orm
acio
n U
nita
ria e
n la
s Es
pira
les
ISH1.0
ISH1.25
ISH1.5
ISH1.5T
Fluencia
Comparación de Especimenes con Bajo Cortante
48 Resultados
V
di= 1.5R
V
T cos('') = 0.86T
T cos('') = 0.66T
di= 1.0R
''##
''##
''##
''##
T
T
Efecto de la Distancia Horizontal entre Espirales
49 Resultados
Vsdi=1.0R
Vsdi=1.5R
1. Capacidad de Cortante Espiral
(Vt = Vsdi=1.0R – Vsdi=1.5R)
) cos( '
! s D f A
V yh v s =
V
di= 1.5R
di= 1.0R
''##
''##
''##
''##
V
Métodos de Diseño de Ganchos Horiz.
3. Fricción por Cortante
(Vvt = µµfyAvf)
Avf= As + At
Tdi=1.0R
Tdi=1.5R
2. Componente de la Espiral
(Tt = Tdi=1.0R - Tdi=1.5R) Tv=Tcos('')
Efecto de la Distancia Horizontal entre Espirales & Ganchos Horz.
50 Resultados
02468
10121416182022242628303234
1 1.05 1.1 1.15 1.2 1.25 1.3 1.35 1.4 1.45 1.5di [R]
st
(x e
spac
iam
ient
o de
la e
spira
l)
Método 1 (Capacidad de Cortante)Método 2 (Componente de la Espiral)Método 3 (Fricción por Cortante)
Ganchos y espirales del mismo número de barra
52 Resultados
KP
KP
Kv,45
d
L-d
d
45 ,
2 2 1
v K d L
P K d vPY K
++ ==
KP=?
Rigidez de Cortante Park & Paulay
KvPY=?
d b E n
K w s v
v v "
" 4 1 45 , +
=
0
44
89
133
178
222
267
0.0 2.5 5.1 7.6 10.2 12.7 15.2 17.8 20.3Deformación por Cortante [mm]
Fuer
za L
ater
al [k
N]
0
10
20
30
40
50
600.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8
Deformación por Cortante [in]
Fuer
za L
ater
al [K
ips]Datos Experimentales
Idealización Bi-lineal
53 Resultados
Kp Rigidez Plástica de Cortante (Mod. Park & Paulay)
( ( )
* + + ,
- +
=
w c v s b E A E s
K 4
1
Es ? Ec ? Vs
Vs Vs
Vs
!c
!s
54 Resultados
Def. Horizontal # ..y Espirales
Instrumentación Paneles (Horizontal)
Instrumentación Paneles
(Diagonales) Def. Diagonal > ..c concreto
( ( )
* + + ,
- +
=
w c v s
P
b E A E s
K 4
1
(Espiral) Es Ec X = Ecp?
56 Resultados
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500
0 0.001 0.002 0.003 0.004 0.005!!2
fc2
f'c
fc2max
!c'
.2
fc2
.2 fc2
fc2 .1
Vecchio & Collins(1994)
Ecp = //p 12 f c
57 Resultados
45 , ) (
1
v pr
p P pr vPY
K d n L
K d n K
+ =
#
(4) Presente Estudio (2) Cheng et al & (1) Priestley et al
KvPY Experimental de 7 Columnas
Promedio //p# 0.3 d b E E f f K w s
v s c c v
p " " 10 9
9 '
'
+ =
Rigidez Plástica de Cortante
0
44
89
133
178
222
267
0.0 2.5 5.1 7.6 10.2 12.7 15.2 17.8 20.3Deformación por Cortante [mm]
Fuer
za L
ater
al [k
N]
0
10
20
30
40
50
600.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8
Deformación por Cortante [in]
Fuer
za L
ater
al [K
ips]Datos Experimentales
Idealización Bi-lineal
58 Resultados
d b E E f f K w s
v s c c v
p " " 10 9
9 '
'
+ =
45 ,
1
v pr
P pr vPY
K d n L
K d n K
+ =
!u # 16%-20%
d b E n
K w s v
v v "
" 4 1 45 , +
=
Rigidez de Cortante Post-Fluencia
59 Resultados
Columna %% =4 ft , 00l = 2.0% , 00t =0.75% & índice Axial =10%
Relación de Esbeltez entre 2.0 - 7.5
Aplicación de Rigidez de Cortante Post-Fluencia
5.8 5.65.3 5.2
4.94.7 4.5
6.8
6.4
5.85.5
5.14.8
4.618%
13%
9%
6%
3%2% 2%
0.0
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
7.0
2 2.5 3 3.75 5 6.25 7.5Relación de Esbeltez
Duc
tilid
ad d
e D
espl
azam
ient
o
0%
5%
10%
15%
20%
25%
30%
Dife
renc
ia d
e D
uctil
idad
de
Des
plaz
amie
nto
Sin Deformación Cortante Ultima
Con Deformación Cortante Ultima
Diferencia de Ductilidad de Desplazamiento
60 Conclusiones
"!El comportamiento sísmico de columnas con di=1.0R and 1.5R fue similar y satisfactorio. Ambas columnas excedieron la ductilidad de desplazamiento de diseño de 5.
"!Columnas con di=1.5R no presentaron excesivas grietas de cortante como tampoco ninguna grieta vertical.
"!La máximo distancia entre espirales de 1.5R, especificada por Caltrans es satisfactoria.
Columnas con Bajo Cortante
61 Conclusiones
"!El comportamiento sísmico de columnas con di=1.0R y 1.25R fue similar. Ambas columnas alcanzaron la ductilidad de desplazamiento de diseño de 5.
"!Grietas verticales fueron observadas en col. con di=1.5R, en sismos de relativa baja amplitud.
"!Ganchos horizontales no solamente reducen y retardan la aparición de grietas verticales sino también disminuyen la degradación de la rigidez.
Columnas con Alto Cortante
62 Conclusiones
"!Ductilidad de desplazamiento disminuye cuando el índice de cortante aumenta.
"!Mejor correlación fue encontrada entre resultados experimentales y analíticos del calculo de desplazamiento de fluencia al incluir deformaciones por cortante y deslizamiento.
"!Basado en el modelo propuesto de cortante, un incremento entre 16% al 20% de la ductilidad fue obtenido cuando la deformación por cortante ultima es incluida en especimenes con alto cortante.
Generales
63 Recomendaciones
"!El índice de corte podría ser usado con parámetro de diseño para la selección de di y los ganchos adicionales en columnas reforzadas con espirales entrelazadas.
Indice de Corte di Ganchos Add.
<3 1.0R-1.5R No
3 - 7 1.0R-1.25R No
>1.25R SI
7> 1.0R-1.5R SI
64 Recomendaciones
"!Los gancho deben ser del mismo número o tamaño de las espirales con un espaciamiento de 2 veces la de la espiral.
"!Deformaciones por cortante y deslizamiento deben ser incluidas en el cálculo de la deformación de fluencia.
"!El modelo propuesto de rigidez de cortante debe ser usado para calcular la deformación última en columnas con relación de esbeltez de menos de 3.