Efecto del componente sísmico vertical en puentes

• Manuel Jara Díaz ^[1] ; Hugo Hernández Barrios ^[1] ; Otilio Álvarez Mosqueda ^[1]
  1. [1] Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo

     Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo

     México

     
• Localización: Ingeniería sísmica, ISSN-e 2395-8251, Nº. 108, 2022 (Ejemplar dedicado a: Número Especial de Conmemoración del Aniversario 35 del CIRES), págs. 79-107
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Effect of seismic vertical motions on bridges
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  • español

    Tradicionalmente, el análisis y diseño sísmico de las estructuras se realiza bajo la acción de los componentes horizontales del sismo, y únicamente en aquellos casos en los que se estima que la aceleración vertical puede tener un efecto importante en la respuesta de la estructura, se incluye en la demanda sísmica el espectro de diseño del componente horizontal. Generalmente, el efecto del movimiento vertical se define multiplicando el espectro de diseño horizontal, por un factor menor a la unidad. Sin embargo, la observación de los registros medidos en campo cercano, muestran que no es extraño que las aceleraciones verticales sobrepasen claramente la máxima aceleración horizontal, y que el contenido de frecuencias es normalmente mayor en los acelerogramas verticales, de manera que no es adecuado, para tener en cuenta el movimiento vertical, el procedimiento de reducir el espectro horizontal, simplemente mediante la aplicación de un factor menor a la unidad igual para todo el espectro de frecuencias. En la primera parte del trabajo se describen las características de un total de cien registros sísmicos obtenidos de la Base Mexicana de Sismos Fuertes para temblores asociados al proceso de subducción, que se midieron en estaciones ubicadas a una distancia epicentral menor de 60 km y magnitud mayor de5.0, con la finalidad de estudiar la influencia de los parámetros que tienen mayor efecto en el componente vertical. En la segunda parte se estudia un conjunto de estructuras tipo puente para evaluar el efecto que tiene el componente vertical en su respuesta, tanto en las etapas constructivas, como en las estructuras terminadas. Se incluye una evaluación de los periodos de las principales formas de vibrar de algunos tipos de puentes para estimar el impacto potencial que puede esperarse en las estructuras construidas cerca de zonas epicentrales.

  • English

    Typically, the seismic analysis and design of structures considers exclusively the seismic horizontal components, and only in certain cases, the vertical movement is also incorporated in the analysis. A common way to include the vertical seismic demand is by means of a vertical design spectrum having ordinates equal to the ordinates of the horizontal design spectrum reduced by a factor less than one. However, observations from earthquake records have revealed that vertical component of ground motions is especially significant for high frequency content and sites located close to the epicenter, where the vertical acceleration can be even greater than the horizontal components, driving to the conclusion that the reduction of the horizontal spectra as a way to represent the vertical seismic demand is not appropriate. The first aim of this study is to assess the importance of the vertical component by conducting a parametric study of 100 records associated to the subduction process, obtained from the Mexican Strong Motion Database. The acceleration time histories were recorded at distances less than 60 km and for magnitudes larger than 5.0. The second part is focused on the influence of the horizontal and vertical components of ground motions on the structural response of bridges during their staged construction process and also of completed bridges by means of a nonlinear analysis.