Diseño sísmico por desplazamiento de puentes rectos con pilares de concreto armado - Julian Mena, Roger Alexander (2023)
En este trabajo de investigación se desarrollaron expresiones empíricas que permiten calcular la capacidad de desplazamiento lateral de los pilares de concreto armado para una familia de puentes definida paramétricamente. La capacidad de desplazamiento lateral de todos los casos estudiados se obtuvo mediante el análisis estático no-lineal (Pushover). La familia de puentes utilizada en esta investigación lo conforman puentes continuos de tres tramos con dos pilares intermedios, compuestos por columnas de sección transversal circular de concreto armado con un diámetro de 1.20 m. Se realizó una modelación tridimensional de los puentes, utilizando elementos tipo área en la superestructura y elementos tipo barra en los pilares, con una conexión no monolítica entre ambos. Las columnas de los pilares están empotradas en la base y en sus extremos superiores se encuentran conectadas mediante una viga cabezal. También, se consideraron topes laterales en los estribos y dispositivos de control sísmicos en los pilares intermedios que restringen tanto el movimiento transversal y longitudinal de la superestructura del puente durante un evento sísmico. Los parámetros considerados fueron los siguientes: la altura de las columnas, el número de columnas en cada pilar, y la cuantía del refuerzo vertical y transversal de las columnas. Del análisis de los resultados, se encontró que las capacidades de desplazamiento lateral obtenidas con las expresiones empíricas son menores que las encontradas por un análisis Pushover, debido a que están limitadas para cumplir con los criterios de ductilidad y la no necesidad de considerar los efectos P-Delta; sin embargo, se obtienen valores más altos de capacidad de desplazamiento lateral que los valores obtenidos por las fórmulas AASHTO (2011). En adición, se encontró un factor de corrección para tomar en cuenta el incremento de la demanda de desplazamiento lateral durante un evento sísmico al considerar la interacción suelo – estructura en la familia de puentes estudiados. Finalmente, se desarrolla un ejemplo de diseño sísmico por desplazamientos, donde se demostró la eficacia de las expresiones empíricas por su facilidad al compararla con un diseño tradicional, en el cual se utiliza el análisis Pushover para obtener la capacidad de desplazamiento lateral de los pilares; y porque se obtuvo una mayor capacidad de desplazamiento lateral comparado con los valores obtenidos mediante las fórmulas AASHTO (2011).