Evaluación del coeficiente de capacidad de disipación de energía dado por el código colombiano de diseño sísmico de puentes de 1995, para columnas y pórticos en puentes típicos

Abstract

En el presente trabajo se realiza una evaluación del coeficiente de capacidad de disipación de energía , que desarrollan las columnas y pórticos de puentes diseñados de acuerdo a los criterios y requisitos establecidos por el vigente Código Colombiano de Diseño Sísmico de Puentes (1995). Dentro de dichos requisitos se establecen los valores del para llevar a cabo la evaluación de las solicitaciones sísmicas de diseño. Se estudian puentes de configuración típica de dos (2) y tres (3) luces y superestructura tipo placa y vigas I de concreto postensado simplemente apoyadas. La principal variable en el presente trabajo es el apoyo central, para lo cual se analizan alturas de columnas de 5.0m, 10.0m y 20.0m con secciones circulares y rectangulares en las mismas. Para cada uno de los puentes definidos se realiza el diseño estructural de acuerdo a como se lleva a cabo en la práctica estándar del diseño estructural. En seguida se ejecuta el análisis inelástico de las secciones estructurales que participan en el sistema de resistencia sísmica, en especial las columnas y pórticos, con el fin de determinar el comportamiento de las articulaciones plásticas. Posteriormente se determina la curva de capacidad de cada puente por medio del método de plastificación progresiva (ó pushover en inglés), tanto longitudinal como transversalmente. Luego se calcula el punto de desempeño de la estructura considerando tanto la curva de capacidad como el sismo de diseño. Se obtienen el desplazamiento, el nivel de fuerza sísmica y el nivel de ductilidad desarrollado en cada estructura y con ello el valor del coeficiente de capacidad de disipación de energía . Finalmente se realiza una comparación con los valores del utilizados en el diseño y con las suposiciones realizadas por el código y el diseñador.

Abstract. This work contains an assessment of the response modification factor, , for typical bridges columns and multi-column bents design according to the requirements and seismic specifications by the current Colombian seismic bridge design code (1995). At this point is particularly relevant the response modification factor values established to determining seismic forces. Typical two-span and three-span prestressed concrete I-Beam and concrete deck bridges are studied. The main variable in this study is in both flexibility and geometry of the intermediate supports columns and multi-column bents and thefore presents the analysis columns with heights of 5.0m, 10.0m and 20.0m with circular and rectangular sections. For each defined bridge structural design is performed according to the standard practice. Then calculate the behavior and the moment-curvature relation of the seismic resistance system element´s plastic hinges. Subsequently performed nonlinear static pushover analysis to determinate the structural capacity curve, in longitudinal and transverse direction. Then calculate the performance point of each bridge using the capacity spectrum method. Displacement, seismic force level and ductiliy level are obtained in each structure and thus the modification response factor. At the end, a comparison with the values of R used in the design and the assumptions made by the code and the structural designer is done.