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Timestamp: 2017-05-27 01:06:03+00:00

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01-Seccion_1_2004
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El término "puede" indica un criterio que es utilizable. Los factores fueron desarrollados a partir de la teoría de la confiabilidad en base al conocimiento estadístico actual de las cargas y el comportamiento de las estructuras. Los términos "debe" o "deberá" denotan requisitos necesarios para satisfacer estas Especificaciones. ni es su intención proveer un resumen detallado de los estudios y datos experimentales revisados al formular estos requisitos. El Propietario o el Diseñador pueden requerir que la sofisticación del diseño o la calidad de los materiales y la construcción sean más elevadas que lo establecido por los requisitos mínimos. Sin embargo. Las especificaciones de construcción consistentes con 1-1
.1 CAMPO DE APLICACIÓN DE LAS ESPECIFICACIONES C1. incluimos referencias a algunos de los datos experimentales para aquellos que deseen estudiar los antecedentes en profundidad. adecuadamente documentados. dichos documentos y este comentario no forman parte de estas Especificaciones. Los requisitos de diseño de estas Especificaciones emplean la metodología del Diseño por Factores de Carga y Resistencia (LRFD). Se incluyen métodos de análisis adicionales. de manera consistente con el enfoque del Método de Diseño por Factores de Carga y Resistencia para puentes. cuidando de incluir criterios de diseño adicionales cuando sea necesario. No se incluyen requisitos para puentes exclusivamente ferroviarios ni para puentes usados exclusivamente para el tendido de servicios públicos. verificados y aprobados. junto con las técnicas de modelado inherentes a las mismas. El término "debería" indica una fuerte preferencia por un criterio dado. Se enfatizan los conceptos de seguridad por medio de la redundancia y ductilidad y de protección contra la socavación y las colisiones. No es la intención de estas Especificaciones reemplazar la capacitación y el criterio profesional del Diseñador. los aspectos mecánicos.SECCIÓN 1 (SI)
1. evaluación y rehabilitación de puentes carreteros tanto fijos como móviles. El comentario dirige la atención del lector a otros documentos que contienen sugerencias para materializar los requisitos y la intención de estas Especificaciones. En estas especificaciones con frecuencia se utiliza el término "ideal" para indicar una idealización de un fenómeno físico. Los requisitos de estas Especificaciones se pueden aplicar a los puentes que no están no totalmente cubiertos por este documento. Alentamos su empleo. Sin embargo. sólo establecen requisitos mínimos necesarios para velar por la seguridad pública. eléctricos y aspectos especiales relacionados con la seguridad de los vehículos y peatones no están cubiertos. como por ejemplo en las frases "carga ideal" o "resistencia ideal". tampoco formaron parte de la base de datos de calibración. pero que también es posible utilizar otros criterios locales.
La intención de los requisitos de estas Especificaciones es que sean aplicados al diseño.1 Las vigas curvas no están totalmente cubiertas por este documento. El uso de este término enfatiza la diferencia entre la "idea" o percepción que tiene un Ingeniero sobre el mundo físico dentro del contexto del diseño que está realizando y la realidad física en sí misma. diferentes a los incluidos en Especificaciones anteriores. La intención del comentario no es proporcionar todos los antecedentes históricos posibles respecto del desarrollo de estas Especificaciones o Especificaciones anteriores. Sin embargo.
redundancia e importancia operativa del puente. la falta de exactitud de los análisis y la probabilidad de la ocurrencia simultánea de diferentes cargas.1-2
ESPECIFICACIONES AASHTO PARA EL DISEÑO DE PUENTES POR EL MÉTODO LRFD
estas especificaciones de diseño se encuentran en las Especificaciones para la Construcción de Puentes mediante el Método de Factores de Carga y Resistencia de AASHTO. Factor de Carga − Factor que considera fundamentalmente la variabilidad de las cargas. Estados Límites de Servicio − Estados límites relacionados con las tensiones. Estructura con Múltiples Recorridos de Cargas − Estructura capaz de soportar las cargas especificadas luego de la pérdida de un elemento o conexión portante principal. las dimensiones estructurales y la calidad de la mano de obra junto con la incertidumbre en la predicción de la resistencia. Elemento − Elemento discreto o combinación de elementos del puente que requiere una consideración de diseño individual.
. A menos que se especifique lo contrario. con períodos de recurrencia mayores que el período de diseño del puente. Factor de Modificación de las Cargas − Factor que considera la ductilidad. Estado Límite − Condición más allá de la cual el puente o elemento deja de satisfacer los requisitos para los cuales fue diseñado. Ductilidad − Propiedad de un elemento o conexión que permite una respuesta inelástica. Factor de Resistencia − Factor que considera fundamentalmente la variabilidad de las propiedades de los materiales. las Especificaciones sobre Materiales mencionadas en el presente documento se refieren a las Especificaciones Normalizadas sobre Materiales Utilizados en Aplicaciones de Transporte y Métodos de Muestreo y Ensayo de AASHTO. 1. pero que también se relaciona con aspectos estadísticos de las cargas a través del proceso de calibración. Estados Límites correspondientes a Eventos Extremos − Estados límites relacionados con eventos tales como sismos. cargas de hielo y colisiones de vehículos o embarcaciones. Diseño − Dimensionamiento y detallado de los elementos y conexiones de un puente. Estados Límites de Resistencia − Estados límites relacionados con la resistencia y la estabilidad. Ingeniero − Persona responsable por el diseño del puente. pero que también se relaciona con aspectos estadísticos de la resistencia a través del proceso de calibración.2 DEFINICIONES Colapso − Cambio significativo de la geometría del puente que hace que éste ya no sea apto para su uso. deformaciones y fisuración. Evaluación − Determinación de la capacidad de carga de un puente existente. Modelo − Idealización de una estructura a los fines del análisis.
y eventos extremos. Para estas Especificaciones el período de diseño es de 75 años. tensión o esfuerzo resultante (es decir.1 Requisitos generales Los puentes se deben diseñar considerando los estados límites especificados a fin de lograr los objetivos de construibilidad. y se debe a la falta de un conocimiento cabal de las acciones estructurales inelásticas.SECCIÓN 1 (SI) . deformaciones impuestas o cambios volumétricos.3.1 La Ecuación 1 constituye la base de la metodología del Diseño por Factores de Carga y Resistencia (LRFD).1-1 se deberá satisfacer para todas las solicitaciones y combinaciones de de solicitaciones especificadas. vientos superiores a los 90 km/h. 1.1
1. incluida la socavación. Rehabilitación − Proceso mediante el cual se restablece o incrementa la resistencia del puente. Solicitación − Deformación. Vida de Servicio − Período de tiempo durante el cual se espera que el puente esté en operación. La asignación del factor de resistencia φ = 1.2. deformaciones o resistencias especificadas de los materiales.3. Resistencia Nominal − Resistencia de un elemento o conexión a las solicitaciones. Independientemente del tipo de análisis utilizado. Puente Móvil − Puente con luz vehicular o navegacional variable. Propietario − Persona o agencia con jurisdicción sobre el puente. fuerza axial. según lo indicado por las dimensiones especificadas en la documentación técnica y por las tensiones admisibles.2
Estados Límites Requisitos Generales C1. economía y estética.3.3.0 excepto para
.3. seguridad y serviciabilidad. Para los estados límites de servicio y correspondientes a eventos extremos los factores de resistencia se deben tomar igual a 1.5.3. esfuerzo de corte. Servicio Regular − Condición que excluye la presencia de vehículos que requieren permisos especiales.INTRODUCCIÓN
Período de Diseño − Período de tiempo en el cual se basa el cálculo estadístico de las cargas transitorias. aún cuando las solicitaciones se determinan mediante análisis elásticos. considerando debidamente los aspectos relacionados con la inspeccionabilidad. según lo especificado en el Artículo 2. Puente − Cualquier estructura que tiene una abertura de no menos de 6100 mm y que forma parte de una carretera o está ubicada sobre o debajo de una carretera.
En muchos casos la resistencia de los elementos y conexiones se determina en base a su comportamiento inelástico. la Ecuación 1.1
A menos que se especifique lo contrario.
1.2.3. FILOSOFÍA DE DISEÑO C1. momento torsor o flector) provocado por las cargas aplicadas. cada uno de los elementos y conexiones debe satisfacer la Ecuación 1 para cada uno de los estados límites. Puente Fijo − Puente con luz vehicular o navegacional fija. Esta falta de consistencia es habitual en la mayoría de las especificaciones para puentes actuales.2.0 a todos los estados límites diferentes al de resistencia es una medida
C1. a los cuales se aplican los requisitos del Artículo 6. lo cual claramente constituye un enfoque subjetivo.3 ηR = factor relacionado con la redundancia.997 por ciento. según lo especificado en el Artículo 1. la redundancia y la importancia operativa son aspectos significativos que afectan el margen de seguridad de los puentes.2.05 y 1. se puede estimar observando su efecto sobre los mínimos valores de β calculados en una base de datos de puentes de vigas compuestas. se estima como ±5 por ciento y se acumulan geométricamente. Se puede obtener una representación más aproximada del efecto de los valores de η considerando el porcentaje de datos normales aleatorios menores o iguales que el valor promedio más λσ.
∑η γ Q ≤
φRn = Rr
(1. La influencia de η sobre el índice de confiabilidad.8 y 4. β.4.0 el porcentaje de valores menores o iguales al valor promedio más λσ sería alrededor de 99. La ductilidad. 3.5.5. la última tiene que ver con las consecuencias que implicaría que el puente quede fuera de servicio. Sin embargo. los datos sobre puentes de vigas compuestas usados para calibrar estas Especificaciones se modificaron multiplicando las cargas mayoradas totales por η = 0. 10.0.993 por ciento y 99. donde λ es un multiplicador y σ es la desviación estándar de los datos. a las cuales se aplican los requisitos del Artículo 5.95
(1.5 Qi = solicitación Rn = resistencia nominal Rr = resistencia mayorada: φRn
1. Si se toma λ = 3.3. la agrupación de estos tres aspectos del lado de la Ecuación 1 correspondiente a las cargas es arbitrario.5. su interacción.5. según lo especificado en el Artículo 1.1-3)
transitoria.2. 1. Actualmente el Proyecto NCHRP 12-36 está estudiando el tema de la redundancia.2. A los fines de su discusión. En ausencia de información más precisa.3.3.2. 99.865 por ciento.0 ηD ηR ηI
(1. 7.3. 3. 3.1-2)
Para cargas para las cuales un valor mínimo de γi es apropiado:
ηi = donde: γi = factor de carga: multiplicador de base estadística que se aplica a las solicitaciones φ = factor de resistencia: multiplicador de base estadística que se aplica a la resistencia nominal. 3. Se determinó que los valores mínimos de β resultantes para 95 combinaciones de longitud. redundancia e importancia operativa.2
El estado límite de servicio se debe considerar como
El estado límite de servicio proporciona ciertos
. lo cual posiblemente llevará a la modificación de la Ecuación 1 y estos efectos podrán aparecer a cualquiera de los lados de la ecuación o incluso a ambos lados. cada efecto.3. y la sinergia de los sistemas. 1. 8.2 Estado Límite de Servicio
1 ≤ 1.1-1)
donde: Para cargas para las cuales un valor máximo de γi es apropiado:
ηi = η D η R η I ≥ 0.3. actualmente se están desarrollando investigaciones sobre este tema.0 respectivamente. y para columnas de hormigón en Zonas Sísmicas 3 y 4.2.11. constituye un primer esfuerzo hacia su codificación. 6.10. a excepción de la fatiga y la fractura.0. Todos los estados límites se deben considerar de igual importancia.0.95. redundancia e importancia operativa ηD = factor relacionado con la ductilidad. Por lo tanto.8 y 4.3.10. separación y tipo de construcción eran aproximadamente 3. respectivamente.1b.3. Con el transcurso del tiempo se logrará una mejor cuantificación de la ductilidad. según lo especificado en las Secciones 5.4 ηI = factor relacionado con la importancia operativa según lo especificado en el Artículo 1. 11 y 12 ηi = factor de modificación de las cargas: factor relacionado con la ductilidad.997 por ciento. Mientras que las dos primeras se relacionan directamente con la resistencia física. 99.1-4
bulones.
Estado Límite de Fatiga y Fractura
El estado límite de fatiga se debe considerar como restricciones impuestas al rango de tensiones que se da como resultado de un único camión de diseño ocurriendo el número anticipado de ciclos del rango de tensión.3. pero se espera que la integridad estructural global se mantenga.3. mediante confinamiento u otras medidas.3 Ductilidad
Se considera que los estados límites extremos son ocurrencias únicas cuyo período de recurrencia puede ser significativamente mayor que el período de diseño del puente.
C1. un vehículo o un flujo de hielo. este elemento se puede considerar
1. El estado límite de fractura se debe considerar como un conjunto de requisitos sobre resistencia de materiales de las Especificaciones sobre Materiales de AASHTO.2.3.2.INTRODUCCIÓN
restricciones impuestas a las tensiones.05 para elementos y conexiones no dúctiles = 1.4 Estado Límite de Resistencia
La intención del estado límite de fatiga es limitar el crecimiento de las fisuras bajo cargas repetitivas.
requisitos basados en la experiencia que no siempre se pueden derivar exclusivamente a partir de consideraciones estadísticas o de resistencia.
C1. para resistir las combinaciones de cargas estadísticamente significativas especificadas que se anticipa que el puente experimentará durante su período de diseño. un elemento o conexión fabricado de materiales frágiles puede soportar deformaciones inelásticas sin pérdida significativa de la capacidad de carga.00 para diseños y detalles convencionales que cumplen con estas Especificaciones
La respuesta de los elementos estructurales o conexiones más allá del límite elástico se puede caracterizar ya sea por un comportamiento frágil o por un comportamiento dúctil. Para el estado límite de resistencia: ηD ≥ 1.3
1.3. se producen grandes ciclos invertidos de deformación inelástica que disipan energía y tienen un efecto beneficioso para la supervivencia de la estructura. Los dispositivos disipadores de energía se pueden aceptar como medios para proveer ductilidad.5
Se debe considerar el estado límite correspondiente a eventos extremos para garantizar la supervivencia estructural de un puente durante una inundación o sismo significativo.
1.2. Bajo cargas sísmicas repetitivas.2.3. posiblemente en condiciones socavadas.
C1. a fin de impedir la fractura durante el período de diseño del puente.3 veces la máxima solicitación impuesta a la conexión por la acción inelástica de los elementos adyacentes.3. tanto local como global. Se puede asumir que los requisitos de ductilidad se satisfacen para una estructura de hormigón en la cual la resistencia de una conexión es mayor o igual que 1.4
Se debe considerar el estado límite de resistencia para garantizar que se provee resistencia y estabilidad.
El sistema estructural de un puente se debe dimensionar y detallar de manera de asegurar el desarrollo de deformaciones inelásticas significativas y visibles en los estados límites de resistencia y correspondientes a eventos extremos antes de la falla.SECCIÓN 1 (SI) . deformaciones y anchos de fisura bajo condiciones de servicio regular.
C1. El comportamiento dúctil se caracteriza por deformaciones inelásticas significativas antes que ocurra una pérdida significativa de la capacidad de carga.2.5 Estados Límites correspondientes a Eventos Extremos
Bajo el estado límite de resistencia se pueden producir tensiones muy elevadas y daños estructurales.3. El comportamiento frágil es indeseable debido a que implica la súbita pérdida de la capacidad de carga inmediatamente después de exceder el límite elástico. El comportamiento dúctil advierte sobre la inminente ocurrencia de una falla estructural mediante grandes deformaciones inelásticas. o cuando es embestido por una embarcación.3. Si.
Son ejemplos de este tipo de comportamiento las fallas por corte y adherencia en los elementos de hormigón y la pérdida de acción compuesta en los elementos solicitados a flexión. o Uniones y conexiones que poseen suficiente resistencia en exceso para asegurar que la respuesta inelástica ocurrirá en las ubicaciones diseñadas para proporcionar una respuesta dúctil. El Propietario puede especificar un factor de ductilidad mínimo como garantía de que se obtendrán modos de falla dúctiles. Este factor se puede definir como:
μ= donde:
Δu Δy
(C1. Es necesario prestar particular atención al detallado de las uniones y conexiones. La ductilidad de un sistema estructural se puede determinar integrando las deformaciones locales sobre la totalidad del sistema estructural.1-6
≥ 0. A fin de lograr un comportamiento dúctil adecuado el sistema debería tener un número suficiente de elementos dúctiles y ya sea: • Uniones y conexiones que también sean dúctiles y puedan proveer disipación de energía sin pérdida de capacidad. como así también proveer múltiples recorridos para las cargas.3.
Para cada combinación de cargas y estado límite
.95 para elementos y conexiones para los cuales se han especificado medidas adicionales para mejorar la ductilidad más allá de lo requerido por estas Especificaciones Para todos los demás estados límites:
dúctil. Este comportamiento dúctil se debe verificar mediante ensayos.
ηD = 1. de absorción de energía.4
A menos que existan motivos justificados para evitarlas. La experiencia indica que los elementos típicos diseñados de acuerdo con estos requisitos generalmente exhiben una ductilidad adecuada.4 Redundancia C1.3.3-1)
Δu = deformación en estado último Δy = deformación en el límite elástico La ductilidad de los elementos o conexiones estructurales se puede establecer ya sea mediante ensayos a escala real o a gran escala o bien mediante modelos analíticos basados en el comportamiento documentado de los materiales. Los requisitos especiales aplicables a los dispositivos disipadores de energía se deben a las rigurosas demandas a las que están sometidos estos elementos.
1.3.00 •
Se deben evitar las características de respuesta estáticamente dúctiles pero dinámicamente no dúctiles.
Para el estado límite de resistencia:
considerado.10.00
ηR ≥ 1. Esta información se puede generalizar para otras situaciones.00 para niveles convencionales de redundancia ≥ 0.10. El Propietario puede declarar que un puente o cualquier conexión o elemento del mismo es de importancia operativa. En el Artículo 3. Los elementos y componentes cuya falla se anticipa no provocará el colapso del puente se deben diseñar como elementos de falla no crítica y el sistema estructural asociado como sistema redundante.3. los elementos de falla crítica traccionados se pueden diseñar como de fractura crítica.3 proporciona algunos lineamientos sobre cómo seleccionar las categorías de importancia y su relación con el diseño sismorresistente.05 para puentes importantes = 1.95 para puentes de relativamente poca importancia Para todos los demás estados límites: ηI = 1.00 para puentes típicos ≥ 0. los puentes clasificados como "críticos" o "esenciales" de acuerdo con el Artículo 3. Los principales elementos y componentes cuya falla se anticipa provocará el colapso del puente se deben diseñar como elementos de falla crítica y el sistema estructural asociado como sistema no redundante.95 para niveles excepcionales de redundancia Para todos los demás estados límites: ηR = 1.00
Esta clasificación se debería basar en requisitos sociales o de supervivencia y/o requisitos de seguridad o defensa.INTRODUCCIÓN
se deben usar estructuras continuas y con múltiples recorridos de cargas.5
Este artículo se debe aplicar exclusivamente a los estados límites de resistencia y correspondientes a eventos extremos. Para el estado límite de resistencia: ηI ≥ 1.3 se especifican tres niveles de importancia respecto del diseño sismorresistente: "crítico". 1991).
.SECCIÓN 1 (SI) . El comentario del Artículo 3.3 se deberían considerar de "importancia operativa". la clasificación del elemento según su redundancia (redundante o no redundante) se debería basar en la contribución del elemento a la seguridad del puente. "esencial" y "otros".05 para elementos no redundantes
= 1. Alternativamente. Se han propuesto diversos sistemas de medición de la redundancia (Frangopol y Nakib. A los fines de este artículo.10.3.5 Importancia Operativa C1.
M. Washington. No.
. Standard Specifications for Transportation Materials and Methods of Sampling and Testing. "Redundancy in Highway Bridges. American Institute of Steel Construction. 28.REFERENCIAS
AASHTO. 1. 23º Edición. Chicago. DC. IL. Frangopol. pp." Engineering Journal. 1991. y R. 45-50. Vol. 2003. D. Nakib. American Association of Highway and Transportation Officials.
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 Artículo 3
 Artículo 3
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