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Influencia del refuerzo con FRP de pilas de puente en la redundancia frente a acciones horizontales
Jurado Benito, Samuel
Universitat Politècnica de Catalunya. Departament d'Enginyeria de la Construcció; Casas Rius, Joan Ramon
La evaluación de la robustez estructural es cada día más importante, ya que la verificación estructural de miembros aislados, fuera del contexto del comportamiento global de la estructura, en muchos casos puede conducir a decisiones erróneas, considerando como inutilizables estructuras que todavía pueden seguir dando un servicio aceptable. Se entiende como robustez o redundancia la posibilidad de que la estructura siga soportando una parte importante de las cargas de diseño cuando falla alguno de los elementos que la componen, lo cual no supone el fallo estructural del conjunto de la estructura. Por lo tanto, una estructura no-redundante es una estructura que, cuando falla uno solo de sus elementos, podría causar colapso. Generalmente, los ingenieros hemos tratado a las estructuras como los puentes a modo de subsistemas separados entre si (tablero y pilas), desacoplando su respuesta debido a los aparatos de apoyo. Recientemente, el diseño de puentes integrales (sin aparato de apoyos entre pilas y tablero) se ha convertido en una alternativa más utilizada, especialmente en las zonas de elevado riesgo sísmico. En estos casos, el puente tiene que ser analizado como un sistema monolítico y debe realizarse una evaluación global de la redundancia estructural de todo el sistema. En este trabajo se presenta una metodología para la evaluación de la redundancia estructural de estructuras en general. Dicha metodología se aplica posteriormente al caso de los puentes y, en particular, a los puentes sometidos a acciones fundamentalmente de tipo horizontal (sismo). El estudio se basa en el proyecto de investigación de U.S. National Cooperative Highway Research Program (NCHRP), que ya desarrolló sistemas de evaluación de robustez para superestructuras y subestructuras, y en la tesis de máster Reliability and redundancy of bridge systems under lateral loads (Anitori, 2010). El método propuesto se basa en un análisis no lineal estático (push-over) sobre un modelo espacial de elementos finitos unidimensionales. Se considera la no linealidad del material a través de curvas tensión-deformación realistas, calculando relaciones post-elásticas para las solicitaciones más importantes (axil y momento flector). La respuesta se ajusta mediante un modelo de plasticidad concentrada en puntos singulares (rótulas plásticas). El procedimiento expuesto se aplica al caso de un puente integral, evaluándose, en primer lugar, la redundancia del puente original; y, en segundo lugar, observando cómo dicha redundancia puede modificarse notablemente mediante un refuerzo de las pilas consistente en el pegado externo (encamisado) de tejidos de fibra de carbono. Además de la metodología determinista para la cuantificación de la redundancia, mediante los valores nominales de los elementos del puente, se presenta, también, una aproximación probabilista del mismo para poder tener en cuenta la incertidumbre en las variables que intervienen. Con ello se puede evaluar la capacidad real del puente frente a acciones horizontales una vez ha sido reforzado y, teniendo en cuenta, además, el margen de respuesta post-elástica que el puente presenta aún en el caso de que falle alguno de sus soportes.
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria civil
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria civil::Materials i estructures
FRP reinforcement -- Bridge piers
Materials
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info:eu-repo/semantics/bachelorThesis
Universitat Politècnica de Catalunya
         

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