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

Abstract

En la investigacion se desarrollan los conceptos fundamentales que permiten interpretar y entender el analisis dinamico con interaccion suelo-estructura y su influencia en la respuesta dinamica de edificios regulares de concreto armado. Se explica de forma detallada los metodos de subestructura y FEMA 440 que evidencian la interaccion suelo-estructura en los modelos de edificaciones, a traves de la modelacion del suelo por constantes elasticas en la base y mediante la reduccion del espectro de diseno respectivamente. Se presenta un conjunto de formulas para calcular la rigidez dinamica y el amortiguamiento de fundaciones de tipo superficial (Losa de fundacion). Para el calculo con el metodo del FEMA 440 se expone una serie de pasos estructurados que permiten incluir la interaccion suelo-estructura dentro del espectro de diseno sin modificar la simplificacion que habitualmente emplean muchos ingenieros calculistas de empotrar la base de los modelos estructurales. Haciendo uso de estos metodos se evalua el comportamiento dinamico 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 analisis dinamico empleado corresponde a lo indicado en la norma tecnica E030 del Peru. Con base en los modelos estructurales, en los resultados se presentan periodos de vibracion, fuerzas cortantes en la base, deformaciones maximas de piso y derivas de piso de cada edificio con cada metodo propuesto, y se realiza una comparacion con un grupo de control que corresponde al criterio de mantener los apoyos con una rigidez infinita en los modelos estructurales. Luego del analisis se evidencia variaciones que permiten concluir que considerar el analisis dinamico por interaccion suelo-estructura si tiene una influencia en la respuesta dinamica de estructuras de edificacion. Esta variacion se hace mas evidente a medida que se tiene mayor porcentaje de degradacion del terreno ante la ocurrencia de un evento sismico.