Métodos lineal equivalente en puentes aislados con irregularidad en altura

Abstract

The use of isolation devices to protect bridges structures against seismic events has a great success around the world. Because of the nature of this devices, the use of them requires analytical methods that accounts for the nonlinear behavior of the material. The most accurate analytical method is the nonlinear time history analysis, but solve systems with great number of degree of freedom by this method may require an exorbitant time. Even for single degree of freedom systems the number of analysis cases may be too high. For this, there is a need of using approximate methods for the nonlinear performance of the structural systems. One of the most used approximated methods is the equivalent linearization method. In the present paper we carried out an analytical study aimed to assess the accuracy of fourteen equivalent linearization methods, proposed in the literature, applied to bridge models of mid span-length with simple supported superstructures. The substructure is composed by reinforced concrete frames with height irregularities and isolation devices. This numerical models are subjected to a family of seismic records. The bridge demands determined with the equivalent systems are compared with the results of the nonlinear time history analyses and the influence of different parameters in the accuracy of the different methods are discussed.

El uso de sistemas de aislamiento para proteger puentes ante eventos sísmicos ha tenido un gran éxito alrededor del mundo. Debido a la naturaleza de estos dispositivos su uso requiere de métodos de análisis que tomen en cuenta la no linealidad del material. El método de análisis con mayor precisión es el análisis dinámico no lineal de historia en el tiempo, pero resolver sistemas con una gran cantidad de grados de libertad por este método puede requerir una exorbitante cantidad de tiempo. Aun en sistemas de un grado de libertad el número de los diferentes casos de carga que necesitan resolverse puede llegar a ser muy grande. Debido a esto existe la necesidad de métodos aproximados para el análisis de sistemas no lineales. Uno de los métodos aproximados más conocidos es el método lineal equivalente. En el presente trabajo de investigación se lleva a cabo un estudio analítico dirigido a evaluar la precisión de catorce métodos lineales equivalentes, propuestos en la literatura, aplicados a modelos de puentes de longitud media simplemente apoyados sobre marcos de concreto armado con irregularidad en altura, y con sistemas de asilamiento. Estos modelos son sometidos a diferentes demandas sísmicas caracterizadas por sus acelerogramas. Para su evaluación los resultados de los análisis mediante el uso de los sistemas equivalentes son verificados comparándolos con los resultados de análisis dinámicos no lineales de historia en el tiempo y se discute la influencia de distintos parámetros sobre la aproximación de los métodos.