Influencia de la interacción suelo - estructura en la respuesta de estructuras sometidas a fuerzas laterales sísmicas

Abstract

Estando al PERÚ situado en la zona Circum-Pacífico que es la de mayor sismicidad en el mundo, se hace Imprescindible lograr un mejor conocimiento sobre el comportamiento dinámico de estructuras. Los factores que incluyen en la respuesta estructural se agrupan en tres campos:

A.- propiedades de la estructura B.- referentes al sismo C.- referentes al suelo donde está ubicada la estructura. Siendo el territorio peruano perteneciente a una zona sísmicamente activa, y a su vez ella no es ni se asemeja a un territorio homogéneo desde el punto de vista geológico, se aprecia que las características del suelo varían de un punto a otro, haciendo variar su sismicidad también da un lugar a otro.

Es objetivo de esta tesis, mostrar la importancia e influencia de los factores: suelo (Interacción suelo Estructura) y ductilidad (Comportamiento Inelastico de la Estructura), en la respuesta dinámica de estructuras de concreto armado debido a fuerzas laterales sísmicas, contribuyendo a difundir la importancia del factor suelo y ductilidad.

Actualmente mediante conocimiento obtenidos de trabajos de investigación sobre la influencia de estos factores, nos conducen a la necesidad de considerarlos en la respuesta sísmica de estructuras y por ende de incluirlo en las normas de diseño antisísmico. En el capítulo II, se analizan en forma breve algunas sísmos importantes por los daños cuantiosos a pérdidas humanas y materiales, considerando principalmente el factor suelo. En el capítulo III, se presenta un estudio de los métodos de diseño antisísmico usados actualmente (FUERZAS ESTATICAS EQUIVALENTES, ANALISIS TIEMPO HISTORIA, ANALISIS ESPECTRAL Y ANALISIS ESPECTRAL USANDO ENVOLVENTES SISMICAS DE CELOCIDADES). Se hace hincapié en el método de análisis espectral usando envolventes sísmicas porque es el método que toma en cuenta diversos factores inherentes al suelo, la interacción suelo estructura y la declividad.

En el capítulo IV, se estudia el comportamiento inelástico de estructuras de concreto armado, generalmente para sismos fuertes los elementos estructurales se encuentran dentro del rango inelástico. Se hace hincapié en la importancia del factor ductilidad. En el capítulo 5, se estudia la interacción suelo estructura considerando el comportamiento debido a fuerzas estáticas y dinámicas y teniendo en cuenta la influencia de las propiedades del suelo, de la masa de cimentación, del grado de rigidez de la cimentación, parámetros elásticos y amortiguadores de los suelos de cimentación, capacidad portante.

Se presenta un programa de investigación para tomar en cuenta la interacción suelo estructura. En el capítulo 6, se analiza el modelo estructural que se muestra en la fig. VI-1, VI-2, el que representa a 32 edificios de concreto armado de 10 pisos cuyos elementos estructurales están compuestos de vigas, columnas y muros de concreto (tres de ellos formados únicamente por vigas y columnas).

El objetivo primordial de este estudio a influencia del factor interacción suelo estructura en el modelo escogido. Para lo cual sea considerado ubicado el modelo estructural en cuatro zonas del Perú, cuyas características de las condiciones del suelo se han estimado apropiadamente; estas zonas escogidas son: Zona 1 Arequipa (YANAHUARA) ZONA 2 LIMA (MARANGA) ZONA 3 MOYOBAMBA ZONA 4 PIURA Igualmente se analiza la influencia de los muros de concreto en el “modelo Estructural” en cada zona considerada. Para el factor de ductilidad se ha considerado un factor constante de dos. Los resultados de este estudio se presentan mediante cuadros donde se aprecian los periodos y formas de modos de vibración correspondientes a los 10 modos, las fuerzas cortantes y los desplazamientos de piso de cada edificio; y gráficos comparativos de fuerzas cortantes y de desplazamientos de piso de los 33 edificios analizados, mediante los métodos de análisis de Fuerza Estática equivalente y de diseño espectral del reglamento peruano de diseño antisísmico, y el método de diseño espectral usando envolventes sísmicas de velocidades considerando las cuatro zonas escogidas. Como se aprecia cada edificio se ha analizado para 6 condiciones diferentes; lo que da un total de 198 análisis de edificios de concreto de 10 pisos cada uno.

En el capítulo VII, se hace un estudio de los resultados obtenidos en el capítulo VI y se presentan las conclusiones y recomendaciones.