Analisis Sismico De Peuntes

La primera vez que la AASHTO publica criterios de diseño sísmico de puentes es en 1958. En dicha oportunidad, se consideraba el sismo en los puentes, como una fuerza horizontal dada por la ecuación:

Donde:
Fh = Fuerza horizontal aplicada en cualquier dirección y en el centro de gravedad de la estructura.
D = Carga muerta de la estructura.
C = 0.02 para estructuras en cuyo plano defundación el terreno esta sometido a presiones mayores a 0.4 Mpa.
C = 0.04 para estructuras en cuyo plano de fundación del terreno esta sometido a presiones inferiores a 0.4 Mpa.
C = 0.06 para estructuras asentadas sobre pilotes o tubulones. No se toma en consideración la carga viva.
En esa época el diseño de los elementos de concreto armado se hacía para cargas de servicio. Cuando seconsideraba las acciones sísmicas, se permitía incrementar los esfuerzos per¬misibles en un 33.3 %.
En la actualidad, es evidente que el procedimiento descrito anteriormente para determinar las fuerzas sísmicas es obsoleto y ahora está totalmente superado.
Hasta antes del sismo de San Femando de 1971, se daba poca importancia al efecto sísmico en los puentes. En el sismo de San Femando colapsaron variospuentes, y es a partir de entonces que se vio la necesidad de establecer especificaciones mas realistas para el diseño sísmico de puentes. Se iniciaron de inmediato los estudios y en 1973, el Departamento de Transportes de California CALTRANS, introduce nuevos criterios para el diseño sísmico de puentes. Los nuevos criterios establecen que el coeficiente sísmico se debe obtener mediante espectrosde diseño; iniciándose desde entonces el desarrollo de metodologías mas racionales en el diseño sísmico de puen¬tes. Las recomendaciones de CALTRANS son incorporados por la AASHTO en sus especificaciones de 1975 y los mantiene hasta 1982.
La AASHTO, el año de 1983 publica la décima tercera edición de sus especificaciones para el diseño de puentes. En dicha oportunidad se introducen cambiosimportantes en lo referente a las especificaciones para el diseño sísmico de puen¬tes. Las nuevas especificaciones se mantienen sin cambios hasta 1988 e indican que se puede aplicar una de las dos alternativas siguientes:
1.- El método de la fuerza estática equivalente (similar a lo establecido durante los años 75-82).
2.- Los procedimientos de análisis y diseño que se establecen en un documentoaparte, bajo el titulo: "AASHTO Guide Specifícations for Seismic Design of High-way Bridges".
Se observa que la metodología que se especifica en la segunda alternativa es la más adecuada para zonas de alto peligro sísmico, por ello en adelante solamente nos referiremos a la nueva metodología.
a. Filosofía de diseño de las nuevas especificaciones
El objetivo fundamental del diseño sísmico deun puente es el de proporcionarle la capacidad suficiente para que pueda soportar un sismo severo sin colapsar.
La tendencia actual es a considerar sismos de diseño más realistas, distinguiendo los sismos pequeños y moderados de los sismos grandes o severos. Los sismos pequeños y moderados pueden ocurrir varias veces durante la vida de la estructura mientras que la probabilidad de que ocurra unsismo severo es bastante menor. Estas consideraciones han dado lugar a una nueva filosofía de diseño sísmico.
Las nuevas especificaciones de diseño se han desarrollado en base a los siguientes principios:
a.- Los puentes deben resistir los sismos menores dentro del rango elástico sin ningún daño.
b.- Deben resistir sismos moderados dentro del rango elástico con algún daño reparable.
c.-Deben resistir sismos severos sin llevar al colapso total ni parcial, se aceptan daños reparables. En las cimentaciones no se aceptan daños.
d.- En el proceso de diseño se deben utilizar intensidades realistas para el sismo de diseño.
Lo anterior implica que durante un sismo moderado la estruc¬tura debe comportarse dentro del rango elástico y durante un sismo severo incursionar en el rango no...