interaccion suelo estructura de edificio-bolivia

elementos finitos (FEM). El modelo matemático

y el análisis han sido desempeñados con el

programa computacional SAP2000 v14.0. En

función a los resultados obtenidos se hace la

comparación respectiva para saber qué modelo

será utilizado para el dimensionado final de los

elementos estructurales de acuerdo a la última

edición del reglamento del Instituto Americano

del Concreto ACI 318 -11. Este tipo de análisis

para edificaciones no es tan común en el país,

ya que existe una tendencia generalizada hacia

métodos pseudo-estáticos para tomar en

cuenta el sismo de diseño, incluso algunos solo

toman medidas constructivas y no al momento

del cálculo estructural. La experiencia internaci-

onal y los resultados obtenidos demuestran

como la adopción de unas medidas sencillas de

protección sísmica, pueden llegar a disminuir

hasta en un grado el daño esperado, mientras

que la ausencia de memoria sísmica, la

despreocupación y abandono de unas precauci-

ones mínimas, lo puede incrementar en un

grado.

Copyright © Asociacion de Productores de Cemento - Lima - Perú

ACTUALIDAD INTERNACIONAL N° 1 / AGOSTO 2012

BOLETÍN INFORMATIVO ASOCEM 2012

ANÁLISIS DE LOS EFECTOS DE INTERACCIÓN SÍSMICA SUELO-ESTRUCTURA EN UNA EDIFICACIÓN DE HORMIGÓN ARMADO UBICADA EN COCHABAMBA – BOLIVIA

El texto que reproducimos corresponde a la contribución presentada por el Ing. José Luis Borda Flores y el Dr. José Gabriel Rodríguez Roca al “V Congreso Internacional de Ingeniería Estructural Sísmica y Puentes” efectuada en mayo del presente año en la ciudad de Lima organizado por el Instituto de Construcción y Gerencia. ICG.

Ing. José Luis Borda Flores, Dr. José Gabriel Rodríguez Roca

RESUMEN

Las nuevas tendencias en la Ingeniería Sísmica,

reconocen la necesidad de evaluar la vulnerabi-

lidad de los edificios en entornos urbanos. De

hecho, es allí donde se concentra la mayor parte

de la población mundial, las infraestructuras y

los servicios. Este trabajo se ha dedicado al

análisis del riesgo sísmico en la Ciudad de

Cochabamba (Bolivia) que por hallarse situada

en un entorno de amenaza sísmica moderada y

desde el sismo de Aiquile en 1998, no ha

incorporado totalmente la conciencia y precau-

ción sísmica. Se presenta un ejemplo de una

edificación de hormigón armado de 10 plantas

emplazada en el límite de la ciudad con la

provincia Quillacollo. Este es realizado

mediante un Análisis Estructural Sísmico Diná-

mico Modal Espectral Espacial (3D) mediante

tres modelos matemáticos: uno ideal y los otros

toman en cuenta los efectos de interacción

sísmica suelo-estructura siguiendo los lineami-

entos de la norma NBDS - 2006. Este proceso es

logrado utilizando los métodos de fundación

sobre lecho elástico y el método de los

Palabras clave: Sismo, fundación sobre lecho elástico, análisis modal espectral, interacción sísmica suelo-estructura, espectro de respuesta, hormigón armado.



1. INTRODUCCIÓN

Las nuevas tendencias en la Ingeniería Sísmica

reconocen la necesidad de evaluar la vulnera-

bilidad de los edificios en entornos urbanos. De

hecho, es allí donde se concentra la mayor parte

de la población mundial, las infraestructuras y

los servicios. Así pues el comportamiento de los

edificios ante la ocurrencia de sismos intensos,

es el responsable de evitar verdaderas

catástrofes sísmicas, como las que hasta la

fecha (Haití y Chile en 2010 y Japón en 2011),

continúan dejando pérdidas económicas

millonarias y un número inaceptable de

víctimas mortales (Ref. 1).

Este trabajo se ha dedicado al análisis del riesgo

sísmico en la Ciudad de Cochabamba (Bolivia)

capital del Departamento Autónomo del mismo

nombre, que por hallarse situada en un entorno

de amenaza sísmica moderada (Figura 1) y

desde el sismo de Aiquile en 1998, no ha

incorporado totalmente en sus costumbres y

hábitos constructivos, la conciencia y precau-

ción sísmica, lo que ha resultado en una elevada

vulnerabilidad y fragilidad de algunos de sus

edificios, sobre todo en la zona sur y algunas

áreas peri-urbanas de la ciudad, donde el tipo

de suelo es arcilloso y de baja capacidad

portante. Esta situación lleva a tomar precauci-

ones al momento de dimensionado, ya que esta

clase de terrenos amplifica los efectos sísmicos

sobre la estructura.

En muestro medio comúnmente los análisis

dinámicos para dimensionado estructural de

ingeniería asumen modelos idealizados (perfe-

ctamente empotrados o con apoyos fijos). Estas

hipótesis, constituyen una adecuada represen-

tación de la situación física en el caso de

estructuras regulares fundadas sobre macizo

rocoso sano o fracturado, en el caso de

estructuras fundadas en materiales no consoli-

dados como suelo, está muy distante del

comportamiento real. En este trabajo se tratará

de analizar y evaluar los efectos de interacción

sísmica suelo-estructura, para las condiciones

flexibles del material de cimentación.




Desde el año 2006 está vigente la Norma

Boliviana de Diseño Sísmico (NBDS) del

Ministerio de Obras Públicas, Servicios y

Vivienda del Estado Plurinacional de Bolivia

(Ref. 2). Esta norma establece los requisitos

mínimos para el análisis, diseño y construcción

de edificaciones sismo-resistentes ubicadas en

zonas de amenaza sísmica del país (Figura 1),

indicaciones para diagnostico sísmico y

recomendaciones de refuerzos estructurales.

Actualmente este documento está siendo

revisado por un Comité de profesionales

convocados por el Instituto Boliviano de

Normalización y Calidad (IBNORCA) para su

respectiva actualización. La norma recomienda

considerar los efectos de interacción suelo-

estructura mediante apoyos empotrados y

apoyos elásticos, si no se toma en cuenta

excentricidad y torsión accidental de diseño,

que es el caso de estudio de la presente

investigación.

2.

El objetivo principal de este estudio es analizar

el problema de interacción suelo-estructura

mediante el método de los módulos de

reacción para un comportamiento lineal del

sistema suelo-estructura y finalmente evaluar

sus efectos en estructuras representativas. Para

cumplir con esto se ha efectuado una revisión

literaria respecto al tema y se analizara una

estructura real bajo tres modelos diferentes

que consideran la interacción sísmica suelo-

estructura, de acuerdo a la norma NBDS -2006.

3. INTERACCIÓN SÍSMICA SUELO-

ESTRUCTURA

El término "interacción suelo-estructura" es

OBJETIVO

utilizado hoy en día para caracterizar las

situaciones donde el comportamiento de una

estructura no puede ser evaluado de modo

preciso sin considerar también el comportami-

ento del suelo en contacto y de su interface. El

objetivo de un análisis teniendo en cuenta la

interacción suelo-estructura es determinar el

efecto de la acción del suelo sobre la estructura,

principalmente las presiones de contacto, en

función de la deformación de la estructura, esto

para proceder a las verificaciones necesarias en

su dimensionamiento.

Debe notarse que en un modelo de fundación

rígida, la energía recibida por la estructura solo

puede ser disipada por mecanismos de

amortiguamiento interno tales como defor-

maciones plásticas, amortiguamiento visco-so,

energía de fractura, etc. En cambio, en el caso

de fundaciones flexibles (suelos), parte de la

energía es retornada hacia el suelo y radiada

hacia fuera del sistema, dando lugar a un

aumento de la energía disipada por el conjunto.

Con estos elementos, puede decirse que el

objetivo principal de la interacción sísmica

suelo estructura es la determinación de la

respuesta dinámica de la estructura teniendo

en cuenta la flexibilidad del suelo de fundación

y la radiación de energía hacia el infinito (Ref. 3).

La interacción suelo-estructura es un campo de

la Ingeniería Civil, que une la Geotecnia con la

Ingeniería Estructural, históricamente separa-

dos. La necesidad de esta unificación ha sido

evidente por el simple hecho de que ningún

edificio al momento de su diseño podría evitar

la interacción con el suelo de fundación,

existiendo muchos espectros y parámetros a

resolver. El cambio de las capacidades de los

equipos computarizados, ha creado la premisa

para la realización de este cálculo juntando la

interacción suelo-cimentación-superestruc-




tura, mediante el uso del computador (Ref. 4).

Los cálculos de la Interacción Sísmica Suelo-

Estructura han llegado a ser altamente

relevantes para los edificios debido a que el

diseño estructural en condiciones de campo es

complicado. Las deformaciones diferenciadas

del subsuelo afectan perceptiblemente en la

distribución de las fuerzas a través de toda la

estructura y de no hacer caso a esta amenaza,

pone en riesgo la seguridad de las edificaciones.

En la actualidad existen dos métodos primor-

diales para efectuar el análisis sísmico de

edificaciones, ambos proponen una modela-

ción diferente de la estructura y su interacción

con el suelo:

- Método de los módulos de reacción, que

consiste en modelar la estructura por

medio de barras (elementos de losa o

cáscara para un modelo 3D) apoyados

sobre resortes unidireccionales, general-

mente elásticos lineales. Generalmente es

usado por los ingenieros estructurales

para hacer análisis y dimensionado de

fundaciones de edificaciones.

- Método de Elementos Finitos (MEF), que

está basado en la discretización de un

medio continúo estudiado para resolver

las ecuaciones diferenciales que rigen su

comportamiento. Mayormente es usado

por expertos en Geotecnia para saber la

distribución de esfuerzos y deformaciones

en obras subterráneas, presas de tierra,

estabilidad de taludes, etc.

Para el presente trabajo, el método de los

módulos de reacción será aplicado por la

facilidad de su implementación a nivel

estructural en programas de ordenador

comerciales como SAP2000.

3.1 Método de los Módulos de Reacción

En el campo de las cimentaciones y geotecnia,

uno de los métodos para cálculo de solicita-

ciones es la modelización como viga flexible, en

el cual se supone el terreno como un conjunto

infinito de resortes situados bajo una viga

deformable, la cimentación. La constante de

deformación de cada resorte es ks (módulo de

balasto), valor obtenido del cociente entre la

presión de contacto y el desplazamiento. La

aplicación de la teoría del módulo de balasto

planteada por E. Winkler en 1867 permite una

fácil asimilación del modelo de la interacción

sísmica suelo-estructura utilizando los métodos

matriciales de cálculo.

La formulación tradicional del cálculo de

edificaciones, considerando apoyos ideales

(empotrados o fijos) de las columnas con las

cimentaciones, lleva a la necesidad de una

descripción más detallada de las condiciones

de fijación de los apoyos de la estructura, esto

es, a una formulación correcta de las condi-

ciones de frontera, si se habla acerca de la

formulación del problema de cálculo de la

edificación dentro del campo de la mecánica

del cuerpo sólido, pero pasando al campo de un

análisis integro. El suelo de fundación donde

está apoyada la estructura tiene una participa-

ción importante, por lo cual se tendría que

realizar un análisis considerando la interacción

en forma dinámica, definiendo las rigideces

para los seis grados de libertad a la cual está

sometida la edificación. Para ello existen

diversos modelos dinámicos aplicados para

diferentes tipos de cimentación (Ref. 3, 4, 5, 6, 7

y 8). A continuación se describe el modelo que

provee la norma NBDS - 2006.




3.2 Cálculo de las Rigideces según Norma

NBDS - 2006

La metodología que recomienda la norma es

bastante fácil de aplicar a estructuras de

edificación. Si la capacidad portante del suelo 2de fundación es superior a 3 Kgf/cm usar

apoyos ideales, caso contrario utilizar apoyos

elásticos. Los modelos dinámicos están basados

en trabajos experimentales (Ref. 7 y 8) y han

sido adecuados a nuestro medio.

Para calcular los apoyos elásticos de los nudos

de una losa de fundación o de un cimiento

corrido, se debe trabajar con las áreas

tributarias de cada nudo y solamente obtener

los resortes Kx, Ky Y Kz (ver Figura 2). Al utilizar

este tipo de apoyos elásticos se consigue un

modelo que considera razonablemente bien la

interac-ción sísmica suelo-estructura (Ref. 8).

Donde:

Kx y Ky: Resortes trasnacionales horizontales

del punto (nudo) de apoyo (Kgf/m).

Kz Resorte trasnacional vertical del punto

de apoyo (Kgf/m).

El problema principal de la mayoría de las

fórmulas de los modelos dinámicos es que se

debe conocer razonablemente bien los pará-

metros del suelo. Según la norma NBDS ¨2006

acápite 9.1.2.6, en caso de que no se disponga

de los datos geotécnicos completos, se permite

para edificaciones clasificadas en el Grupo C

(edificios residenciales, de oficinas, etc.),

utilizar el siguiente procedimiento en función

del principal resorte Kz:

Resorte vertical: Kz = k A b trib

Resortes horizontales: Kx = Ky = 0.8Kz




Donde:

k : Coeficiente de balasto (presión aplicada b

en una superficie de suelo que produce un

asentamiento unitario), normalmente se

obtiene por medio de un ensayo de "carga

de placa".

A : Area tributaria de un nudo de un cimiento trib

corrido o losa de fundación.

Este es un procedimiento aproximado porque

el coeficiente de balasto solo representa una

porción muy limitada de suelo. Además muy

superficial, la manera de obtenerlo es muy

simple y puede ser distorsionada por muchos

factores.

Este procedimiento simplificado proporciona

valores conservadores del lado de seguridad,

se basa en que si se conoce razonablemente

bien el resorte vertical, los otros pueden

determinarse en función a este. El resorte

vertical es el principal ya que es el que soporta

las mayores cargas, incluso bajo la acción de un

sismo severo las fuerzas laterales sísmicas que

se generan en la cimentación no llegan a ser tan

grandes como para generar un posible despla-

zamiento horizontal, por lo que el valor de los

resortes horizontales no necesita ser tan

preciso, mientras que el vertical si se mueve

considerablemente, tanto por la acción de las

fuerzas gravitacionales como por las fuerzas

sísmicas. Los resortes rotacionales normal-

mente son de valores tan grandes que los

momentos flectores que actúan contra ellos

solo producen mínimas rotaciones, por lo que

su valor tampoco necesita ser muy preciso en el

caso de zapatas aisladas.

Es muy significativo destacar que en los

distintos casos de patología estructural que se

tienen en nuestro país, es muy raro observar

zapatas que se hayan desplazado o rotado, lo

que siempre se ve son zapatas que se han

asentado (desplazamiento vertical), por lo que

nuevamente se confirma la gran importancia

del resorte vertical.

4. MODELACIÓN ESTRUCTURAL

Se aplica el programa estructural SAP2000 v.14

(CSI Inc.) cuyo método se basa en la matriz de

rigidez, la simulación se realizo en 3D. La losa de

fundación, muros de sótano, las losas de las

plantas y las escaleras fueron simuladas como

elementos SHELL (cáscara), mientras que vigas,

nervios y columnas fueron modelados como

elementos FRAME (barra o pórtico). Los efectos

de interacción sísmica suelo-estructura han

sido desempeñados por medio de un lecho

elástico, asignado a cada nudo del radier de

fundación discretizado elementos SPRINGS

(resortes elásticos), en las tres direcciones

traslacionales.

Se realizaron tres modelos matemáticos para

mostrar los efectos de interacción sísmica

suelo-estructura para luego hacer una compa-

ración de resultados y poder inferir algunas

conclusiones importantes, sobre todo cuál de

ellos usar para el dimensionado final de todo el

edificio:

1. Estructura con apoyos idealizados (apoyos

fijos).

2. Estructura con fundación sobre lecho

elástico sin muros de sótano.

3. Estructura con fundación sobre lecho

elástico con muros de sótano.

Terminada la modelación matemática de la

edificación se obtuvieron las solicitaciones

internas de diseño, desplazamientos, cortantes

básales, modos de vibración, periodos y

frecuencias de vibración, etc. Se deben cumplir




con los límites y valores admisibles establecidos

en la norma NBDS 2006, sección 9.4.2.

5. CASO DE ESTUDIO

Se presenta el caso de una edificación ubicada

en la intersección de la Av. Blanco Galindo con la

Av. Octava, manzano 89, zona Capacachi, en la

provincia Quillacollo del departamento de

Cochabamba. La estructura a calcular consta de

un sistema de pórticos de Hormigón Armado

compuesto por: un sótano, una planta baja y

diez pisos. La losa es alivianada con viguetas

vaciadas en sitio en dos direcciones y el uso de

la estructura es para un edificio multifamiliar o

vivienda comercio. El sótano está destinado

como estacionamiento de vehículos particula-

res de los ocupantes de la edificación. La planta

baja será usada para locales comerciales,

ferreterías y depósitos. Mientras que nueve de

las diez plantas son de uso residencial. Fina-

lmente el décimo piso tiene la función de

terraza donde está emplazado un asador para 3

los propietarios, un tanque elevado de 20 m y

el cuarto de maquinas para el ascensor. No se

considero muros de corte para el cajón del

ascensor.

5.1. Cargas Estáticas

Peso propio calculado por el software

estructural.

2Carga muerta (D): 325 Kg/m

Carga sobre las vigas por muros de ladrillo

iguales a 1220 Kg/m

Cargas vivas (L) según ASCE/SEI 7 - 05:

- Edificios residenciales multifamiliares

2 200 Kg/m

2- Almacenes y ferreterías 400 Kg/m

2- Escaleras 250 Kg/m

2- Cubiertas 120 Kg/m

Presión de Viento (W) estática Equivalente

según procedimiento del ASCE/SEI 7 - 05.

Velocidad del viento en la zona igual a 150

Km/h.

5.2. Carga de Sismo (E)

La norma NBDS - 2006 clasifica a la edificación

dentro del grupo C, esto significa que se

requiere un grado de seguridad normal.

Factor de importancia FI = 1.

Factor de comportamiento FC = 1.

Según la tabla TC3-1 de la Norma NDBS - 2006,

para el departamento de Cocha-bamba se

recomienda que A /g = 0.12 y un espectro de o

respuesta Tipo 6 para suelo blando con σ ≥adm

20.5 Kgf/cm , que se muestra en la figura 4. Para

realizar un análisis sísmico que tome en cuenta

la posibi l idad de que se presenten

aceleraciones sísmicas verticales, se utilizara

para la dirección "Z" el 10% del espectro de

diseño. El proceso es el siguiente según la

norma NBDS - 2006:

- Análisis sísmico al 100% en la dirección "X".

- Análisis sísmico al 100% en la dirección "Y".

- Análisis sísmico al 10% en la dirección "Z".

El diseño de toda la estructura de hormigón

armado se realizó con los criterios del regla-

mento del Instituto Americano del Concreto

ACI 318 - 11 por el método de rotura. Las

resistencias y límites de fluencia de los




materiales para el cálculo estructural son:

2 f '= 10 kgf/cm (Resistencia característica c

del hormigón a los 28 días)

2 f = 4200 kgf/cm (Punto de fluencia del y

acero).

5.3. Características del Suelo de Fundación

De acuerdo a los resultados del estudio

geotécnico hecho en el lugar de emplaza-

miento de la obra (Ref. 12), se tiene un suelo

limo-arcilloso hasta los 2.0 metros de

profundidad y un material arcilloso de color

gris a parir de esa profundidad. Los siguientes

resultados se han utilizado para la realización

de la interacción suelo-estructura y para el

dimensionado del radier de fundación y muros

de contención:

Profundidad de fundación D = 1.50 m.f

2Capacidad portante q = 1.10 Kgf/cm adm

3Coeficiente de balasto k = 2.38 Kgf/cmb

Ángulo de fricción interna Φ = 5°

2 Cohesión c = 0.20 Kgf/cm

5.4. Resultados

Las figuras 5, 6 y 7 muestran los tres modelos

matemáticos analizados para esta edificación.

Mientras que las tablas 1, 2, 3 y 4 presentan los

periodos y frecuencias para los primeros 10

modos de vibración, los desplazamientos y

solicitaciones máximas en vigas y columnas.

La flexibilidad de la base de fundación reduce

los periodos de vibración de las distintas formas

modales, tal como puede apreciarse en la Tabla

1. Por lo tanto como se esperaba se incremen-

tan las frecuencias en modelos dinámicos que

toman en cuenta los efectos de interacción de

Espectros para suelo blando (0.5 < σadm < 2.0 kg/cm2)

Datos Límitesa0 0.12 T1 0.8c 0.3 T2 3r 1

PuntosPeriodo Pseudo Acel

seg

Sa/g

1 0.00

0.12002 0.80

0.30003 3.00 0.30004 4.00 0.22505 5.00 0.18006 6.00 0.1500




Tabla 1 Periodos para los 10 primeros modos de vibración

N°

Modelo Estructural

Periodo de vibración por la forma (seg.)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

1Apoyos

fijos2.745 2.470 2.30 0.906 0.783 0.751 0.506 0.424 0.386 0.352

2Radier sin

muros2.529 2.432 2.253 0.824 0.745 0.670 0.477 0.415 0.352 0.339

3Radier con

muros2.315 2.266 2.066 0.724 0.689 0.636 0.431 0.378 0.338 0.309

Tabla 2 Frecuencias angulares para los primeros modos de vibración

N°Modelo

Estructural

Frecuencia de vibración angular por la forma (rad/seg.)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

1Apoyos

fijos2.288 2.543 2.731 6.928 8.019 8.37 12.415 14.804 16.276 17.851

2Radier sin

muros

2.484

2.583

2.788 7.619 8.424 9.376 13.162 15.129 17.852 18.54

3Radier con

muros

2.714

2.772

3.04 8.67 9.107 9.868 14.567 16.61 18.558 20.287




la base de fundación con el terreno, frente al

modelo con apoyos fijos (ideales). Estos efectos

se hacen más notorios cuando se utiliza el

modelo completo que incluye los muros de

sótano.

Se puede apreciar en la Tabla 3 los desplaza-

mientos máximos en las direcciones

horizontales. Hay que aclarar que estos

ocurren en el 10° piso y todas las losas trabajan

considerando un efecto de "Diafragma rígido".

Los efectos de interacción suelo-estructura

t i e n d e n a d i s m i - n u i r l o s m á x i m o s

desplazamientos. Este fenómeno se puede

explicar con el postulado planteado

anteriormente, de que en los modelos

dinámicos que consideran la flexibili-dad en la

base de la fundación, parte de la energía es

retornada hacia el suelo y radiada hacia fuera

del sistema, dando lugar a un aumento de la

energía disipada por el conjunto.

También de la Tabla 3 se observa que las

solicitaciones máximas en las vigas (cortante,

momentos flector y torsor) no presentan gran

variación para los tres modelos. Se puede notar

una pequeña disminución en el cortante y en el

momento flector en los modelos que

consideran la flexibilidad en la base de la funda-

ción frente al modelo idealizado. No se

presenta fuerza axial en ningún caso.

No ocurre lo mismo en el caso de columnas.

Según la Tabla 4 el modelo que presenta los

valores más altos es el que considera solo la losa

de fundación. Se debe aclarar que la columna K-

2 es la más solicitada y que se observó la misma

tendencia para el resto de éstas en los tres

modelos matemáticos. Mientras en el modelo

que incluye el muro de sótano se observa un

28.33% de disminución en el momento Mux

frente al que no lo considera. Se puede afirmar

que el muro de contención de sótano ayuda a

rigidizar a toda la estructura disminuyendo

periodo de vibración más frente a los otros dos

modelos, así como las solicitaciones, sobretodo

en columnas.

6. CONCLUSIONES

En función a los resultados presentados se

llega a las siguientes conclusiones:

- La consideración de los efectos de

interacción suelo-estructura produce una

disminución de los periodos y el incre-

mento de las frecuencias de vibración con

relación al modelo matemático de funda-

ción simplemente apoyado (idealizado).

Esto para suelos flexibles como el que

corresponde al caso de estudio, lo que es

una característica de considerar la flexibili-

dad en la cimentación.




- En edificios de mediana altura cimentados

en suelos sueltos, es importante considerar

los efectos de interacción sísmica suelo-

estructura. Así mismo en edificios altos de

periodos fundamentales grandes, funda-

dos sobre suelos sueltos (o muy flexibles)

profundos cuyos periodos fundamentales

son grandes y que pueden igualarse al del

edificio, los efectos de interacción sísmica

suelo-estructura serán muy importantes,

dado el efecto de resonancia que puede

producirse.

- La consideración de los efectos de

flexibilidad en la base de la cimentación se

vuelve más importante al momento de

dimensionar las columnas, ya que aumen-

tan los momentos flectores sobre-todo en

las que están unidas al radier de fundación.

También debido a los efectos sísmicos

puede existir disminución o incremento de

las cargas axiales que llegan a estas, lo que

se traduce en un incremento de secciones o

cantidades más altas de acero de refuerzo.

- La consideración de los muros de sótano en

la simulación numérica de la estructura

(que es el caso más cercano a la realidad) le

da más rigidez a la edificación para soportar

efectos sísmicos y producidos por cargas de

viento, tal como puede observarse en las

tablas y gráficos de resultados.

- Finalmente se decidió tomar el modelo

matemático 2 (sin tomar en cuenta el muro

de sótano) para dimensionar la estructura,

debido a que aun seguían haciendo

modificaciones en la arquitectura, sobre-

todo en planta, moviendo ejes, sacando

algunas columnas, variaciones en la

construcción, etc. Esto garantizará un grado

de seguridad alto aunque el diseño sea un

tanto conservador.

7. RECOMENDACIONES

Para futuros proyectos estructurales o de

investigación se sugieren algunas recomen-

daciones:

- Tomar en cuenta los análisis de interacción

sísmica suelo-estructura en edificios

medianos y altos, sobre todo cuando vayan

a estar cimentados en suelos flexibles como

arcillas y limos, ya que estos tiende a

amplificar los efectos sísmicos sobre la

edificación.

- Además es importante una buena confi-

guración estructural en planta para garan-

tizar un adecuado comportamiento estru-

ctural. Usar muros de corte para las cajas de

ascensores ayuda bastante a rigidizar al

edificio al igual que la consideración de los

muros de sótano en la modelación mate-

mática.

- La experiencia internacional y los resulta-

dos obtenidos demuestran como la

adopción de unas medidas sencillas de

protección sísmica, pueden llegar a dismi-

nuir hasta en un grado el daño esperado,

mientras que la ausencia de memoria

sísmica, la despreocupación y abandono de

unas precauciones mínimas, lo puede

incrementar en un grado.

8. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

[1] BONETT D. R. (2003). "Vulnerabilidad y

riesgo sísmico de edificios. Aplicación a

entornos urbanos en zonas de amenaza

alta y moderada". Tesis Doctoral Departa-

mento de Ingeniería del Terreno, Carto-

grafía y Geofísica. ETS de Ingenieros de

Caminos, Canales y Puertos de Barcelona.

Universidad Politécnica de Cataluña.




España.

[2] MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS, SERVI-

CIOS Y VIVIENDA; BANCO INTERAME-

RICANO DE DESARROLLO (BID) Y SOCIE-

DAD DE INGENIEROS DE BOLIVIA (S.I.B.)

(2006). "Norma Boliviana de Diseño

Sísmico NBDS-2006v.1.4". Titulo A

Análisis y Diseño Sismo Resistente. La Paz

- Bolivia.

[3] JAMANCA C. B., BLONDET M. (2003).

"Análisis del Efecto de Interacción Suelo-

Estructura". XIV Congreso Nacional de

Ingeniería Civil. Iquitos - Perú.

[4] GALlCIA G., LEÓN V. Y VILLARREAL C.

(2007). "Interacción Sísmica Suelo-

Estructura en edificaciones de albañilería

confinada con Plateas de Cimentación".

Universidad Privada Antenor Orrego.

Trujillo - Perú.

[5] YUE M., WANG y. (2009), "Soil-Structure

Interaction of High-rise Building Resting

in Soft Soil". The Electronic Journal of

Geotechnical Engineering (EJGE). Vol. 13,

Bundle D.

[6] VILLARREAL C. G. (2009) "Interacción

Suelo - Estructura en edificios Altos".

Libro Premio Nacional ANR 2007. Lima -

Perú.

[7] BAZA N E. Y MELI R. (2002) "Diseño

Sísmico de Edificios". Ed. LIMUSA S.A,

Grupo Noriega Editores. Quinta reimpre-

sión. México D.F. - México.

[8] WILSON L. E. (2002), "Three-Dimensional

Static and Dynamic Analysis of Struc-

tures". Third Edition. Computers and

Structures Inc. Berkeley, California, USA.

[9] AMERICAN SOCIETV OF CIVIL ENGINEERS

(2006), "Minimum Design Loads for

Buildings and Other Structures ASCE/SEI7

- OS". Virginia - USA.

[10] COMITÉ ACI 318 (2011) "Requisitos de

Reglamento para Concreto Estructural

(ACI 318S - 11) y Comentario". American

Concrete Institute, Farmin-gton Hills, MI-

USA.

[11] CSI COMPUTERSAND STRUC-TURES Inc.

(2009). "SAP 2000 v. 14 – Basic Analysis

Reference Manual". Berkeley, California -

USA.

[12] GEOTECNIA - INGENIERÍA DE SUELOS

(2010). "Estudio de suelos para funda-

ciones - Vivienda Comercio". Cochaba-

mba - Bolivia.


Asociación de Productores de CementoCalle Julián Arce 203, Urb. Sta. Catalina, Lima 13 - PERÚ · Tel.: 472-7654 Fax: 471-9817 · [email protected]

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