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PUERTO EN ZONA DE ALTA SISMICIDAD
Su grupo consultor
Colegio de Caminos de Madrid julio 2013 1
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Puerto en zona de alta sismicidad
Indice
1. INTRODUCCION
2. GEOMETRIA
3. PROPIEDADES DE LOS MATERIALES
4. ACCIONES SÍSMICAS
5. CÁLCULOS ANALÍTICOS
6. CÁLCULOS NUMÉRICOS
7. CONCLUSIONES
Colegio de Caminos de Madrid julio 2013 2
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1. INTRODUCCIÓN
Puerto en zona de alta sismicidad
Colegio de Caminos de Madrid julio 2013 3
• Alta sismicidad
• Tipología estructural sensible al sismo
• Altura de calado 18m
• Efectos hidrodinámicos
• Optimización de la tipología de cimentación
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2. GEOMETRÍA
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• Pilotes en cuadrícula 9,0m x 9,6m• Diámetro de pilotes = 1,5m• Calado = 18m• Talud 2H/1V
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3. PROPIEDADES DE LOS MATERIALES
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Colegio de Caminos de Madrid julio 2013 5
Material Espesor Modelo constitutivo
Relleno 2m Morh-Coulomb
Arena limosa 3m Morh-Coulomb
Grava arenosa 6m Morh-Coulomb
Arena limosa 6m Morh-Coulomb
Grava arenosa indefinido Morh-Coulomb
Escollera 3m Morh-Coulomb
Hormigón armado -- Elástico
CHILE: Continuous, Homogeneous, Isotropic and Linearly ElasticDIANE: Discontinuous, Inhomogeneous, Anisotropic and Not-Elastic(Goodman 1993)
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4. ACCIONES SÍSMICAS
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Colegio de Caminos de Madrid julio 2013 6
• Obtenidas de los ensayos de campo y de los registros acelerográficos. Escalamiento en PGA, energía, y duración. Modulación de la señal.
• Cumplimiento de normativa
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5. CÁLCULOS ANALÍTICOS
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• Acciones hidrodinámicas en el talud según Westergaard (1933)
• Desplazamiento del talud obtenido por doble integración del acelerograma neto. (Newmark)
ay
a
v
s
t
t
t
“The problem of the dynamic action of the mass of the dam is transformed into an equivalent problem of statics by introducing the inertia forces, that is, on each part of the dam weighting 1 lb. there is introduced a horizontal inertia force, opposite the direction of the acceleration..."
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5. CÁLCULOS ANALÍTICOS
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Planteamiento del método de Westergaard
yxK
La tensión hidrodinámica se considera proporcional a la deformación volumétrica del agua
El desplazamiento del paramento mojado, sigue una ley armónica
T
tTgkxo
2cos
42
2
T
tTgkyo
2cos
42
2
La presión hidrodinámica es proporcional al cociente entre la velocidad de oscilación y la velocidad de propagación de las ondas
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7
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5. CÁLCULOS ANALÍTICOS
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1.0
FS
ktky
R
W
k·W
N
dttatv netan dttvtsn
Criterios principales método Newmark
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5. CÁLCULOS ANALÍTICOS
Puerto en zona de alta sismicidad
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6. CÁLCULOS NUMÉRICOS
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• Viscosidad en talud sumergido. Equivalencia de energía de presión hidrodinámica, con energía cinética.
• Masas nodales añadidas a los pilotes sumergidos
• Rigidez visco-elástica en contornos exteriores del modelo por consideraciones elásticas y mecánicas
• Ratio de amortiguación 5% del crítico
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6. CÁLCULOS NUMÉRICOS
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• Análisis de frecuencias y masas, mediante cálculo de autovalores con 7 modos de vibración
• Cálculo de respuesta frente a espectro de aceleraciones en la dirección de mayor masa movilizada
0 xKxM
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6. CÁLCULOS NUMÉRICOS
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Modo de vibración 1
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6. CÁLCULOS NUMÉRICOS
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Modo de vibración 2
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6. CÁLCULOS NUMÉRICOS
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Modo de vibración 3
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6. CÁLCULOS NUMÉRICOS
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Modo de vibración 4
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6. CÁLCULOS NUMÉRICOS
Puerto en zona de alta sismicidad
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Modo de vibración 5
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6. CÁLCULOS NUMÉRICOS
Puerto en zona de alta sismicidad
Colegio de Caminos de Madrid julio 2013 18
Modo de vibración 6
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6. CÁLCULOS NUMÉRICOS
Puerto en zona de alta sismicidad
Colegio de Caminos de Madrid julio 2013 19
Modo de vibración 7
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6. CÁLCULOS NUMÉRICOS
Puerto en zona de alta sismicidad
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Desplazamientos relativos con espectro de aceleraciones
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6. CÁLCULOS NUMÉRICOS
Puerto en zona de alta sismicidad
Colegio de Caminos de Madrid julio 2013 21
Desplazamientos relativos con espectro de aceleraciones
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6. CÁLCULOS NUMÉRICOS
Puerto en zona de alta sismicidad
Colegio de Caminos de Madrid julio 2013 22
Desplazamientos relativos con espectro de aceleraciones
-0,1
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
-5 0 5 10 15 20 25 30 35 40
desplazamiento talud (m)
abscisa (m)
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6. COMPARACIÓN DE RESULTADOS
Puerto en zona de alta sismicidad
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Desplazamiento métodos
analíticos (cm)
Desplazamiento medio métodos numéricos (cm)
24 26
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7. CONCLUSIONES
Colegio de Caminos de Madrid julio 2013 24
• Los resultados obtenidos por métodos analíticos y numéricos son similares
• El nivel de daño esperable en el talud, sería similar según ambos métodos
• Los desplazamientos del talud y del muelle son significativos, acordes con el nivel de aceleraciones sísmicas esperado.
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SU GRUPO CONSULTOR
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