Método de Diseño Moderno Método de la Deformación Finita.


Este método es usado en la actualidad para el cálculo bidimensional y tridimensional de la estructura completa del puente colgante, con este método se toma en cuenta la elongación de los pendolones, también se analizan los puentes colgantes con pendolones inclinados, tales como el puente Severn, como las etapas constructivas pueden tomarse en cuenta cuando la relación entre fuerza y deformación de los nodos de elementos es no lineal en la teoría de deformaciones finitas, se usa la teoría de las deformaciones linealizadas, cargas excéntricas verticales, análisis fuera del plano, porque la no linealidad geométrica puede ser considerado como relativamente pequeño en estos casos.
Dentro del método de diseño moderno de puentes colgantes se debe tener las siguientes consideraciones.
a. Pandeo elástico y análisis de vibraciones.- El análisis del pandeo elástico es usado para determinar la longitud efectiva de pandeo que es necesario en el diseño de los miembros en compresión tales como la torre principal. El análisis de vibración del puente en su conjunto es necesario para determinar las frecuencias naturales, como parte del diseño de viento y resistencia sísmica.
b. Cargas de diseño.- En el diseño de puentes colgantes es importante la consideración del peso propio muerto, porque esta carga domina las fuerzas sobre las componentes principales del puente, la seguridad contra vientos fuertes y terremotos es muy importante en puentes colgantes de grandes luces.
1. En el caso del viento, las consideraciones de la vibración y características aerodinámicas son extremadamente importantes.
2. En el caso de terremotos, asumir la magnitud del terremoto y la evaluación de la energía contenida son cruciales en lugares propensos a estos sucesos.
3. Las otras cargas incluyen efectos debidos a errores de fabricación y erección de miembros, cambios de temperatura y posibles descensos de apoyo.
c. Procedimiento de Análisis.- El procedimiento general usado para el diseño de un puente colgante moderno es como sigue:
1. Selección de la configuración inicial.- La longitud del vano, flecha son determinados, la relación flecha / vano es 1/10 para el vano principal y 1/30 para los vanos laterales, la carga muerta y rigidez son asumidos.
2. Modelo de Análisis Estructural.- En el caso de análisis en el plano, las fuerzas actuales y deformaciones sobre los miembros bajo cargo viva se obtienen con la teoría de las deformaciones finitas de modelo bidimensional. En el caso de análisis fuera del plano provocado por fuerzas de viento, son calculados usando la teoría de deformación lineal con un modelo tridimensional.
3. Análisis de respuesta dinámica.- La respuesta de terremoto son calculados usando la respuesta espectral o el análisis del time-history.
4. Diseño de miembros.- Los cables y vigas son diseñados usando las fuerzas obtenidas del análisis previo. Las secciones de los cables son diseñados con factor de seguridad de 2.5 como en el caso del puente Verrazano Narrows; en el Akashi Kaikyo se usó un factor de 2.2, el cable principal tiene una fatiga de fluencia de 18000 Kg/cm2 la fatiga admisible de 8200 Kg/cm2.
5. Análisis de las torres.- Las torres son analizadas usando cargas y deflexiones, los cuales son determinados del análisis global de la estructura descrito previamente.
6. Verificación de los valores asumidos y estabilidad aerodinámica.- Los valores iniciales asumidos para carga muerta y rigidez deben ser verificados que sean lo suficientemente próximos a los obtenidos del análisis de detalle la estabilidad aerodinámica debe ser investigada a través de análisis o pruebas en túneles de viento.
La escala del modelo es generalmente 1/100. En el puente Tsing Ma terminado el año 1997 se adoptó un estabilizador aerodinámico a cada lado de la viga de forma longitudinal que resulto tener un excelente desempeño como disipador de la fuerza del viento, este mismo tiene la siguiente forma.

Método de Diseño Moderno Método de la Deformación Finita. Rating: 4.5 Diposkan Oleh: Ing. Civil

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