Valoración de la efectividad de los diafragmas intermedios para soportar fuerzas sísmicas en puentes con superestructuras de concreto
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2020
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Resumen
Esta investigación pretende evaluar la influencia que tiene la presencia de diafragmas intermedios en la respuesta sísmica de puentes de vigas de concreto restringidos transversalmente en los apoyos. Los puentes de interés para este estudio varían su longitud en un rango de 15 m a 50 m y tienen una configuración geométrica de dos carriles y cinco vigas tipo I. Además, se hace referencia a los criterios actuales (tanto a nivel nacional como internacional) sobre el uso de diafragmas intermedios. El desarrollo del estudio se lleva a cabo mediante modelaje estructural basado en el método pseudo dinámico o el método modal espectral. Para obtener una simulación del comportamiento de los puentes de interés ante cargas sísmicas se utilizará el software SAP 2000. En la búsqueda de alcanzar los objetivos específicos definidos, se demuestra que los diafragmas intermedios contribuyen a la rigidez transversal, sin embargo, se descubre como inconveniente, que al usar diafragmas de concreto los desplazamientos transversales de la estructura incrementan debido a que la masa propia de los diafragmas es importante y genera un aumento en las fuerzas sísmicas. Desde el punto de vista de disminución de esfuerzos en la conexión entre la losa y las vigas longitudinales se evidencia que los diafragmas intermedios contribuyen enormemente a esto, pues, cambian el esquema en el que se distribuyen los esfuerzos localmente. Finalmente, se concluye que la configuración más efectiva es la de colocar solamente un diafragma intermedio al centro del claro.
Inglés: This research aims to evaluate the influence of the presence of intermediate diaphragms on the seismic response of concrete girder bridges restrained transversely in the supports. The bridges of interest for this study vary in length in a range of 15 m to 50 m and have a geometric configuration of two lanes and five type I beams. In addition, reference is made to current criteria (both nationally and internationally) on the use of intermediate diaphragms. The development of the study is carried out using structural modeling based on the pseudo- dynamic method or the response spectrum method. To obtain a simulation of the behavior of the bridges of interest under seismic loads, the SAP 2000 software will be used. In order to achieve the specific objectives herein defined, it is shown that the intermediate diaphragms contribute to the transverse stiffness, however, it is discovered as a drawback that when using concrete diaphragms, the transverse displacements of the structure increase due to the self-mass of diaphragms, which is important and generates an accretion in seismic forces. From the point of view of stress reduction in the connection between the slab and the longitudinal beams, it is evident that the intermediate diaphragms contribute enormously to this, since they change the scheme in which the forces are locally distributed. Finally, it is concluded that the most effective configuration is to place only an intermediate diaphragm in the center of the span.
Inglés: This research aims to evaluate the influence of the presence of intermediate diaphragms on the seismic response of concrete girder bridges restrained transversely in the supports. The bridges of interest for this study vary in length in a range of 15 m to 50 m and have a geometric configuration of two lanes and five type I beams. In addition, reference is made to current criteria (both nationally and internationally) on the use of intermediate diaphragms. The development of the study is carried out using structural modeling based on the pseudo- dynamic method or the response spectrum method. To obtain a simulation of the behavior of the bridges of interest under seismic loads, the SAP 2000 software will be used. In order to achieve the specific objectives herein defined, it is shown that the intermediate diaphragms contribute to the transverse stiffness, however, it is discovered as a drawback that when using concrete diaphragms, the transverse displacements of the structure increase due to the self-mass of diaphragms, which is important and generates an accretion in seismic forces. From the point of view of stress reduction in the connection between the slab and the longitudinal beams, it is evident that the intermediate diaphragms contribute enormously to this, since they change the scheme in which the forces are locally distributed. Finally, it is concluded that the most effective configuration is to place only an intermediate diaphragm in the center of the span.
Descripción
Proyecto de graduación (licenciatura en ingeniería civil)--Universidad de Costa Rica. Facultad de Ingeniería. Escuela de Ingeniería Civil, 2020
Palabras clave
ANALISIS ESTRUCTURAL (INGENIERIA), DIAFRAGMAS (INGENIERIA ESTRUCTURAL) - EVALUACION, DINAMICA DE ESTRUCTURAS - EVALUACION, PUENTES DE HORMIGON - EFECTOS SISMICOS - EVALUACION, RESISTENCIA A LOS TERREMOTOS - EVALUACION