INTERACCIÓN SUELO-ESTRUCTURA Ph.D. GENNER VILLARREAL CASTRO PROFESOR VISITANTE USFX, UTO – Bolivia PROFESOR VISITANTE ULEAM – Ecuador PROFESOR VISITANTE.

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3 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

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

5 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

6 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)

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10 MODELO WINKLER E. MODELO PASTERNAK P.L.

11 1. ZAPATA CONECTADA O CIMIENTO CORRIDO SOBRE UN ESTRATO

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

13 3. PLATEA O LOSA DE CIMENTACIÓN SOBRE UN ESTRATO

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

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18 Modelo Winkler E. Fuente:

19 Modelo Pasternak P.L.

20 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

21 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

22 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:

23 NORMAS DE DISEÑO SISMORRESISTENTE
Fuente:

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

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26 2. MODELO NORMA RUSA

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28 PARÁMETROS DE AMORTIGUAMIENTO

29 CARACTERÍSTICAS DE AMORTIGUAMIENTO

30 MASAS EN EL CENTROIDE DE LA ZAPATA

31 Período de vibración por la forma (s)
NORMA PERUANA E 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

32 DESPLAZAMIENTO MAXIMO DEL CENTRO DE MASA (ÚLTIMO PISO)

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34 ELECCIÓN DEL ESPESOR DE PLATEA

35 EDIFICACION SIN INTERACCION SUELO-ESTRUCTURA

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

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39 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

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

41 ISE PARA CIMENTACIÓN CON PILOTES
Fuente: MIDAS GTS NX

42 MODELO DINAMICO NORMA RUSA
Fuente:

43 COEFICIENTES DE RIGIDEZ

44 PARÁMETROS DE AMORTIGUACIÓN

45 MASAS EN EL CENTROIDE DEL CABEZAL

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

47 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

48 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

49 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)

50 COLAPSO DEL PARQUE DE AGUA DE MOSCU

51 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

52 ¡MUCHAS GRACIAS. genner_vc@hotmail. com www. gennervillarrealcastro
¡MUCHAS GRACIAS!

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