Funciones de demanda estructural de puentes carreteros típicos en México

Abstract

The seismic demand model for a structure is one of the key components of the methodology of Performance-Based Earthquake Engineering (PBEE Performance-Based Earthquake Engineering). The model predicts the probability of exceeding a certain engineering demand parameter (PDI) given a measure of seismic intensity (MI); the MI-PDI ratio is known as structural demand function or demand function engineering. The objective of this research is to determine the structural demand functions for typical highway bridges in Mexico. To this end a total of 32 bridges, whose type batteries varies in height and length of light and in the design spectrum for which they were designed are modeled. The models were subjected to the seismic demand from 124 seismic records, corresponding to events of major seismic sources in Mexico: 71 subduction earthquakes and 53 earthquakes of normal faulting. Applying the method of scaling amplitude seismic records were scaled to a return period such that, for most of the models analyzed, could potentially lead to the collapse of the structure. To establish the relationships MI-PDI, was selected as the spectral pseudoacceleration MI associated with fundamental period of the bridge, Sa (T) in the direction of its analysis. The IDPs used were plastic rotation, ?p; angular distortion or dift batteries, ?; the rate of local damage in stacks, local ID, and the rate of overall damage of the bridge, overall Id. 7936 were carried out nonlinear analysis in the history of time, handling separately the longitudinal and cross-sectional analysis of each model. Finally the functions of structural demand raised by linear regression analysis and based on the results of analysis nonlinear time history models.

El modelo de demanda sísmica para una estructura es uno de los componentes fundamentales de la metodología de Ingeniería Sísmica Basada en Desempeño (PBEE Performance-Based Earthquake Engineering). Dicho modelo predice la probabilidad de exceder cierto parámetro de demanda ingenieril (PDI) dada una medida de intensidad sísmica (MI); a la relación MI-PDI se le conoce como función de demanda estructural o función de demanda ingenieril. El objetivo de este trabajo de investigación es determinar las funciones de demanda estructural para puentes carreteros típicos en México. Para ello se modelaron un total de 32 puentes, cuya tipología varia en altura de pilas y longitud de claros, así como en el espectro de diseño para el que fueron diseñados. Los modelos fueron sometidos a la demanda sísmica proveniente de 124 registros sísmicos, correspondientes a los eventos de las fuentes sísmicas más importantes en México: 71 de sismos de subducción y 53 de sismos de fallamiento normal. Aplicando el método de escalamiento de amplitud, los registros sísmicos se escalaron para un periodo de retorno tal que, para la mayor parte de los modelos analizados, se lograra llevar al colapso a la estructura. Para establecer las relaciones MI-PDI, se seleccionó como MI la seudoaceleración espectral asociada al periodo fundamental del puente, Sa(T ), en la dirección de análisis correspondiente. Los PDIs utilizados fueron: la rotación plástica, Ɵp; la distorsión angular o dift en pilas, Δ; el índice de daño local en pilas, ID local, y el índice de daño global del puente, Id global. Se llevaron a cabo 7936 análisis no lineales en la historia del tiempo, manejando por separado los análisis longitudinal y transversal de cada modelo. Finalmente se plantearon las funciones de demanda estructural, mediante análisis de regresión lineal y con base en los resultados obtenidos de los análisis no lineales en la historia del tiempo de los modelos.