INTERACCIÓN SUELO-ESTRUCTURA Ph.D. GENNER VILLARREAL CASTRO PROFESOR VISITANTE USFX, UTO – Bolivia PROFESOR VISITANTE ULEAM – Ecuador PROFESOR VISITANTE UNITEC – Honduras PROFESOR VISITANTE ULaSalle – México PROFESOR EXTRAORDINARIO UPAO, UPN PREMIO NACIONAL ANR 2006, 2007, 2008

«A las personas no los mata el sismo, sino los edificios que colapsan» Kliachko M.A.

ESQUEMA DE INVESTIGACION EN INGENIERIA ESTRUCTURAL ESTADO DEL ARTE METODOLOGÍA, MODELO O FÓRMULAS DE CÁLCULO OBJETO DE INVESTIGACION CONCLUSIONES, RECOMENDACIONES Y LÍNEAS FUTURAS DE INVESTIGACIÓN

INTERACCION SUELO-ESTRUCTURA ISE ES EL TRABAJO CONJUNTO SUELO – CIMENTACION – SUPERESTRUCTURA ES MAS REAL Y CUMPLE LOS FINES DE LA INGENIERIA SISMORESISTENTE ENFOQUE TRADICIONAL : EMPOTRAMIENTO EN LA BASE (ES IRREAL Y SOLO SE APLICA PARA SUELOS TIPO ROCA CON CIMIENTOS PROFUNDOS)

www.tc207ssi.org

www.georec.spb.ru

www.niiosp.ru

MODELO WINKLER E. MODELO PASTERNAK P.L.

1. ZAPATA CONECTADA O CIMIENTO CORRIDO SOBRE UN ESTRATO

2. ZAPATA CONECTADA O CIMIENTO CORRIDO SOBRE DOS ESTRATOS Siendo:

3. PLATEA O LOSA DE CIMENTACIÓN SOBRE UN ESTRATO

4. PLATEA O LOSA DE CIMENTACIÓN SOBRE DOS ESTRATOS Siendo:

Modelo Winkler E. Fuente:

Modelo Pasternak P.L.

Modelo Winkler E. Modelo Pasternak P.L. MODO PERÍODO (s) 1 0,84880 2 0,80411 3 0,61282 4 0,25678 5 0,23711 6 0,18934 7 0,14708 8 0,13094 9 0,10921 10 0,10710 11 0,09193 12 0,07699 MODO PERIODO (s) 1 0,85219 2 0,80758 3 0,61673 4 0,25746 5 0,23793 6 0,19006 7 0,14721 8 0,13114 9 0,10923 10 0,10728 11 0,09199 12 0,07704

Modelo Winkler E. Modelo Pasternak P.L. Modelo Winkler E. Piso Desplazamiento Distorsión 4 58,00mm 0,002 3 51,20mm 0,003 2 40,27mm 0,004 1 25,46mm 0,005 Piso Desplazamiento Distorsión 4 58,44mm 0,002 3 51,64mm 0,003 2 40,70mm 0,004 1 25,87mm 0,005 Modelo Winkler E. Modelo Pasternak P.L. Fuerza interna Winkler E. (Sismo X) (Sismo Y) 6,32T 6,84T 3,26T 2,99T 8,16T.m 7,64T.m Fuerza interna Pasternak P.L. (Sismo X) (Sismo Y) 6,34T 6,85T 3,27T 3,00T 8,19T.m 7,66T.m

MODELO DEL SEMIESPACIO ELÁSTICO En el programa LIRA, el cálculo de los coeficientes C1 y C2 se realiza por el esquema del semiespacio elástico linealmente deformable con características intermedias del suelo de fundación de varios estratos – módulo de deformación Es y el coeficiente de Poisson µs Siendo: Fuente:

NORMAS DE DISEÑO SISMORRESISTENTE Fuente:

1. MODELO D.D. BARKAN – O.A. SAVINOV Fuente:

2. MODELO NORMA RUSA

PARÁMETROS DE AMORTIGUAMIENTO

CARACTERÍSTICAS DE AMORTIGUAMIENTO

MASAS EN EL CENTROIDE DE LA ZAPATA

Período de vibración por la forma (s) NORMA PERUANA E030-2017 N Modelo dinámico Período de vibración por la forma (s) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Común 0,787 0,747 0,569 0,255 0,237 0,183 0,149 0,131 0,107 0,103 0,087 0,085 Barkan 0,843 0,819 0,618 0,266 0,253 0,193 0,152 0,136 0,108 Ilichev 1,024 1,008 0,735 0,292 0,284 0,210 0,156 0,142 0,111 0,109 0,089 0,088 Sargsian 1,023 1,006 0,742 0,291 0,211 0,143 Norma Rusa 0,872 0,852 0,640 0,271 0,260 0,198 0,153 0,138

DESPLAZAMIENTO MAXIMO DEL CENTRO DE MASA (ÚLTIMO PISO)

ELECCIÓN DEL ESPESOR DE PLATEA

EDIFICACION SIN INTERACCION SUELO-ESTRUCTURA

EDIFICACION POR EL MODELO D.D. BARKAN – O.A. SAVINOV

ANÁLISIS SISMICO AMPLIFICADO ANÁLISIS SISMICO AMORTIGUACIÓN 2% Para tener un comportamiento de modelación adecuado al tipo de estructura, de concreto con Muros de Ductilidad Limitada (MDL) se ha realizado la inclusión del coeficiente Damping o amortiguación; asimismo por diferentes estudios e investigaciones se sabe que este coeficiente en estas estructuras varía entre 0.5 y 2.5 %. ANÁLISIS SISMICO: SECCION DE MUROS AGRIETADOS Debido a que se está modelando una interacción con el suelo, se está usando un modelo más completo, el cual debe ser complementado con el comportamiento a los que están sometidos los muros de espesores delgados, los cuales, se agrietan ante los sismos y por ello durante la modelación se utilizará el concepto de una sección agrietada. Para lo cual, se trabajará con EI efectivo = 0.50 EIg

Cuadro Comparativo de Diseño de Muros de Concreto ANALISIS ESTRUCTURAL COMPARATIVO Cuadro Comparativo de Diseño de Muros de Concreto

ISE PARA CIMENTACIÓN CON PILOTES Fuente: MIDAS GTS NX

MODELO DINAMICO NORMA RUSA Fuente:

COEFICIENTES DE RIGIDEZ

PARÁMETROS DE AMORTIGUACIÓN

MASAS EN EL CENTROIDE DEL CABEZAL

DISTRIBUCION DE ENERGIA EN EL EDIFICIO EFECTO DE DISIPACION DE ENERGIA Ymáx (%) Nmáx Vmáx Mmáx ↓2,8 ↓3,6 ↓3,2 ↓1,0

DAMPER EN EL CENTROIDE DEL CABEZAL Modelo dinámico ACELEROGRAMA DE CHIMBOTE ACELEROGRAMA DE LIMA uy (mm) vy (m/s) ay (m/s2) Norma Rusa (sin disipación) 0,51 0,023 1,382 0,96 0,033 1,850 (con disipación) 0,48 0,021 1,231 0,87 0,031 1,695

ALABEO EN LA LOSA DEL ÚLTIMO PISO 17 221 102 306 X Y DESPLAZAMIENTOS VERTICALES DE LA LOSA DEL ÚLTIMO PISO (mm) Nudo Formas de vibración 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 102 -1,22 12,01 11,00 -1,67 -0,37 41,66 -10,82 -0,54 29,01 -0,11 306 -0,95 -12,04 -11,22 0,36 -4,34 -41,49 10,73 1,63 -29,02 0,14 17 1,21 9,43 -16,39 1,73 0,84 3,83 48,64 1,23 19,41 -0,69 221 0,96 -9,41 16,61 -0,30 3,14 -4,00 -48,55 -2,32 -19,39 0,94

Sismo de Bam Irán (2003) Deformaciones plásticas en la base del edifico del reactor nuclear Fuente: Interacción Edificio Rígido – Suelo Flexible (Dr. Aghaei Asl Mohamed)

COLAPSO DEL PARQUE DE AGUA DE MOSCU

Se tuvo especial cuidado en la interacción suelo-estructura, debido a los desniveles arquitectónicos y relieve del terreno, utilizando el modelo elasto-plástico de Draker – Prager e incorporando el módulo de Young, coeficiente de Poisson, ángulo de fricción interna y cohesión. MODELO ESPACIAL DE ELEMENTOS FINITOS PARA EL SISTEMA DE INTERACCION - ESTRUCTURA

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