Estudio del comportamiento sísmico de la interacción suelo-cimentación en una estructura metálica representativa
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Date
2023-10
Authors
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Publisher
Universidad Técnica de Ambato. Facultad de Ingeniería Civil y Mecánica. Maestría en Ingeniería Civil con Mención en Estructuras Metálicas
Abstract
Ecuador is located in an area of high seismic hazard, mountainous terrain, slopes of
low, medium and high slopes in the Sierra region mainly, the high housing deficit and
without considering the danger of founding the structures in this type of soil, the
human being makes disorderly settlements and without any planning and control by
government entities, This is why it is necessary to carry out a comprehensive technical
analysis to determine the favorable response of the building to a dynamic event in a
sloping terrain. The factors involved in the dynamic soil-structure interaction were
analyzed, such as accelerations, velocities, displacements, the relationship between
them and the variations in the fundamental period of the structure when considering
the flexibility of the foundation soil; For which through the use of springs and dampers
(impedance functions) that represent the dynamic response of the IDSE system based
on the Barkan model and the NEC-15, the increase of the flexibility in the foundation
base of the soil-structure interaction model, with respect to the rigid base model in a
type D soil, was determined by means of dynamic and experimental simulation. As a
consequence of the present research work, a notorious change in the behavior of the
foundation of the structure was obtained, which was subjected to the load solicitations initially proposed and related to the traditional rigid base model. The results of the
present study can be used to improve design and construction techniques, in addition
to providing relevant information to professionals in the engineering field on the soilfoundation interaction of structures. In order to extend the analysis of the
aforementioned conditions, an analysis of the soil-structure behavior can be included
in future research.
Description
Ecuador está ubicado en una zona de alta peligrosidad sísmica, terrenos montañosos,
laderosos de pendientes bajas, medias y altas en la región Sierra principalmente, el alto
déficit habitacional y sin considerar la peligrosidad de fundar las estructuras en este
tipo de suelos, el ser humano realiza asentamientos desordenados y sin ninguna
planificación y control por parte de las entidades gubernamentales, viviendas que son
construidas sin un debido orden, diseño estructural, inspección profesional de
ejecución de obras, por lo que amerita realizar un análisis técnico integral que permita
determinar la respuesta favorable de la edificación ante un evento dinámico y en un
terreno laderoso. Se analizaron los factores que intervienen en la interacción dinámica
suelo-estructura como aceleraciones, velocidades, desplazamientos, la relación que
existe entre ellas y las variaciones en el periodo fundamental de la estructura al
considerar la flexibilidad del suelo de fundación; para lo cual mediante el uso de
resortes y amortiguadores (funciones de impedancia) que representan la respuesta
dinámica del sistema IDSE en base al modelo de Barkan y la NEC-15, se determinó el
incremento de la flexibilidad en la base de fundación del modelo de interacción suelo-estructura, con respecto al modelo de base rígida en un suelo tipo D, por medio de la
simulación dinámica y experimental. Como consecuencia del presente trabajo de
investigación se obtuvo un cambio notorio en el comportamiento de la cimentación de
la estructura la cual fue sometida a las solicitaciones de cargas inicialmente planteadas
y se relacionó con el modelo tradicional de base rígida. Los resultados del presente
estudio pueden ser empleados para mejorar las técnicas de diseño y construcción,
además de proporcionar información relevante a los profesionales del campo ingenieril
sobre la interacción suelo-cimentación de las estructuras. Con la finalidad de ampliar
el análisis de las condiciones antes mencionadas se pueden incluir en futuras
investigaciones un análisis del comportamiento suelo-estructura.
Keywords
AMORTIGUADORES, ESPECTRO DE DISEÑO, FLEXIBILIDAD DEL SUELO, FUNCIONES DE IMPEDANCIA, INTERACCIÓN, LADEROSOS, PERIODO FUNDAMENTAL, RESORTES, RESPUESTA ESTRUCTURAL, VULNERABILIDAD SÍSMICA