INTERACCION SUELO-ESTRUCTURA Y SU INFLUENCIA EN LA RESPUESTA SISMICA DE EDIFICIOS DE CONCRETO ARMADO

Resumen

En la investigación se desarrollan los conceptos fundamentales que permiten interpretar y entender el análisis dinámico con  interacción suelo-estructura y su influencia en la respuesta dinámica de edificios regulares de concreto armado.

Se explica de forma detallada los métodos de subestructura y FEMA 440 que evidencian la interacción suelo-estructura en los modelos de edificaciones, a través de la modelación del suelo por constantes elásticas en la base y mediante la reducción del espectro de diseño respectivamente.

Se presenta un conjunto de fórmulas para calcular la rigidez dinámica y el amortiguamiento de fundaciones de tipo superficial (Losa de fundación). Para el cálculo con el método del FEMA 440 se expone una serie de pasos estructurados que permiten incluir  la interacción suelo-estructura dentro del espectro de diseño sin modificar la simplificación que habitualmente emplean muchos ingenieros calculistas de empotrar la base de los modelos estructurales.

Haciendo uso de estos métodos se evalúa el comportamiento dinámico de edificaciones  de 4, 8 y 12 niveles, cada uno de ellos apoyado en un estrato de arena densa y un estrato de arcilla blanda. El análisis dinámico empleado corresponde a lo indicado en la norma técnica E030 del Perú.

Con base en los modelos estructurales, en los resultados se presentan periodos de vibración, fuerzas cortantes en la base, deformaciones máximas de piso y derivas de piso de cada edificio con cada método propuesto,  y se  realiza una comparación con un grupo de control que corresponde al criterio de mantener los apoyos con una rigidez infinita en los modelos estructurales.

Luego del análisis se evidencia variaciones que permiten concluir que considerar el análisis dinámico por interacción suelo-estructura  si tiene una influencia en la respuesta dinámica de estructuras de edificación. Esta  variación se hace más evidente a medida que se tiene mayor porcentaje de degradación del terreno ante la ocurrencia de un evento sísmico.