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INFORMACION CONGRESO DE INGENIERIA CIVIL
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Diseo de Estructuras Basado en Desplazamiento y Aplicacin a
Estructuras Portuarias
Carlos A. BlandnCarlos A. Blandn
VI CONGRESO NACIONAL DE INGENIERIA CIVIL
La Ingeniera Civil Transformando Nicaragua
Octubre 12-13 2011
Introduccin
Criterios de diseo para embarcaderos
Contenido
Criterios de diseo para embarcaderos
Metodologa de anlisis y diseo ssmico
Descripcin de Estructuras Portuarias
Department of the Army USA, 1994
Descripcin de Estructuras Portuarias
Department of the Army USA, 1994
Descripcin de Estructuras Portuarias
Esquema Prof. J.I. Restrepo
Descripcin de Estructuras Portuarias
Foto cortesa Peter Yin
Comportamiento en Sismos Pasados
Comportamiento en Sismos Pasados
Introduccin Criterios de diseo para embarcaderos
Contenido
Criterios de diseo para embarcaderos Estados Limite
Criterio Para Pilas y Conexiones
Criterio Para Suelos
Metodologa de anlisis y diseo ssmico
Estados Limite
: : :
Magnitud del Dao
No Dao o Dao Mnimo
Daos reparables con Interrupcin temporal Daos Severo sin Colapso
Importancia
Nivel 1 2
XB
XC
I
II
XS
III
XA
M
a
g
n
i
t
u
d
d
e
l
D
a
o
NivelIntensidad Ssmica
Iai,2001
Criterio para Estados Lmite en Pilas y Conexiones
Basado en deformacin unitaria de los materiales de la seccin
Acero
Concreto (Pilas solidas y huecas)Concreto (Pilas solidas y huecas)
Criterios para cada nivel de intensidad ssmica.
Criterios para seccin de conexin y rotula bajo la superficie
Intensidad Ssmica
Nivel de Intensidad Operativa (OLE) 50% en 50 aos (periodo de retorno de 72 aos)
Nivel de Emergencia (CLE) 10% en 50 aos (periodo de retorno de 475 aos)
Code-Level Design Level Earthquake (DE)
Port of Long Beach DesignCriteria (2009)
+6
m
0
Tablero
Enrocado
Grua
Conexiones Crticas y Rotulas Enterradas
-6
-12
Secciones de Rotulas
-18
EnrocadoSuelo A
Suelo B
Suelo C
Criterio Para Suelos
Rotula
Plstica
Capa Licuable
Capa Licuable
Introduccin Criterios de diseo para embarcaderos
Contenido
Criterios de diseo para embarcaderos
Metodologa de anlisis y diseo ssmico Diseo basado en fuerza
Diseo basado en desplazamientos
Mtodo Basado en Fuerzas
NSR-10 (2010)
Mtodo Basado en Desplazamientos
Anlisis de Push Over
TTww
C
TTTTww
D
Rigidez efectiva
Masa
Periodo
Anlisis
espectral
Amplificacin
dinmica
Modelo de Push Over
Modelacin del suelo
Fuerza (P)
Modelacin de Conexin
Resortes de Winkler
Desplazamiento (Y)
Modelacin del Suelo
Aproximacin de Pila Empotrada en la Base
F ABCDE
F
AB
C
D
E
Estimacin de la Capacidad
y = Desplazamiento de fluencia (Push over)p,m = Desplazamiento plstico
= p,m x H
p,m = Lp x p,m = Lp (m-y)
Port of Long Beach DesignCriteria (2009)
Lp = Longitud de rtula plstica
Anlisis de Conexin
8-32mm
Dowels
16 - 15mm strands
76 mm 610 mm
Analytical Section Capacty
1% 3%2%0.5%
-2%-1%
1% 3%2%
4%5%
-1%0.5%
0
0.01
0.02
0.03
0.04
0.05
0.06
0.07
0.08
0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09Normalized Curvature (f D)
N
o
r
m
a
l
i
z
e
d
M
o
m
e
n
t
(
M
/
D
3
f
c
)
Anlisis de Pila
Analytical Section Capacty
4% 5%
0.09
610 mm
16 @ 15 mm
Satrands
0.5%-1%
-2%1% 3%
2%
4% 5%
-1%
0
0.01
0.02
0.03
0.04
0.05
0.06
0.07
0.08
0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09Normalized Curvature ( D)
N
o
r
m
a
l
i
z
e
d
M
o
m
e
n
t
(
M
/
D
3
f
c
)
W20 @ 63.5
mm Spiral 76 mm
Carga Ssmica
Excentricidad
Amplificacin Dinmica
Embarcadero
Desplazado
(Exageracin)Pilas con incremento de
demanda de desplazamiento
Centro de RigidezCarga SsmicaCarga
Ssmica
Amplificacin Dinmica
Embarcadero
Desplazado (exagerado)
Llave de Cortante
Centro de Masa
Excentricidad
Estimacin de la Demanda
Mtodo de la estructura equivalente
Mtodo de la rigidez inicial
Ki Ke
Fy
FurKi
K KFy
FurKi
0 1 2 3 4 5
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
D
i
s
p
l
a
c
e
m
e
n
t
(
m
)
5%
10%
15%
20%
30%
d
Te
Ke
y d
1 2 3 4 5 6
0
20
40
60
D
a
m
p
i
n
g
(
%
)
Elasto-Plastic
Steel Frame
Concrete Frame
Unbonded Prestressing
Priestley (2005)
Ki Ke
Fy
y d
Diseo por Capacidad
Garantizar desplazamiento de Garantizar desplazamiento de diseo.Evitar formas de falla frgil.Formacin de rtulas plsticas en las pilas
ReferenciasPriestley, M.J.N (2005) Port Of Los Angeles Seismic Code: Structural Aspects Port of Los Angeles, POLA Seismic Code Workshop, San Pedro, September 2005.Port of Long Beach (2009) Wharf Design Criteria. Version 2.0McCullough N. J., Schlechter S.M. [2000] The Seismic Performance of Pile Supported Wharf Structures http://ccee.oregonstate.edu/geotech/wharfproject/index.html.Iai,S. (editor) [2001], Seismic Design Guidelines for Port Structures, Balkema, publishers, 474 p.
Agradecimientos
Jose Restrepo and Carlo Lai (UCSD, ROSE school)Yohsuke Kawamata and Scott Ashford (Oregon State)Omar Jaradat and Max Weismair (Moffat and Nichols- antes en PBS&J)Arul Arulmoli and Po Lam (EMI)Arul Arulmoli and Po Lam (EMI)Peter Yin (Port of Los Angeles)Nigel Priestley and Geoffrey Martin (as Advisors to the Port of Los Angeles)Port of Long Beach and PEER