Optimización del diseño estructural de una edificación aplicando la interacción suelo-estructura en la ciudad de Arequipa y su impacto en los Costos de la Edificación

Abstract

La ciudad de Arequipa se ubica en una zona altamente sísmica, por ende, es necesario conocer el verdadero comportamiento de la estructura ante estos fenómenos naturales. El siguiente trabajo tiene como objetivo optimizar el diseño estructural de una edificación aplicando la interacción suelo-estructura, y a su vez ver el impacto en los costos de la construcción. La aplicación de un análisis considerando la Interacción Suelo-Estructura (ISE), modifica el comportamiento sísmico de las estructuras producto de la flexibilidad del suelo. En el presente proyecto se realizó un análisis sísmico lineal y el diseño estructural de una edificación, a partir de diferentes modelos estructurales para el análisis. Un modelo consideró la ISE, mientras que en otro se efectuó el cálculo con la base rígida. Se realizó la comparación de los resultados del análisis de ambos modelos estructurales, a fin de examinar los principales parámetros como los períodos, modos de vibración, desplazamientos relativos máximos y los esfuerzos internos de los elementos estructurales. Teniendo como resultado, una variación del cortante basal, un alargamiento del período con una variación en promedio de 18.2% respecto al período de base fija. Así mismo, también se obtuvo un incremento en los desplazamientos laterales, los cuales, principalmente se dan a causa de la rotación en la base de la estructura, lo que genera desplazamientos adicionales. Respecto a la variación esfuerzos, se debió principalmente a una redistribución, por el incremento de desplazamientos y deformaciones del modelo con ISE, y no como se suponía inicialmente, debido a la variación de la fuerza cortante de diseño por el alargamiento del período. Por último, se realizó el análisis de costos del modelo con ISE, del cual se obtuvo una disminución de 13.7% respecto al modelo convencional, luego de que se efectuó el metrado sólo de los elementos verticales y la cimentación (acero de refuerzo y concreto).