UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO

FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL, ARQUITECTURA Y URBANISMO

CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

PERFIL DE TESIS REFORMULADO PARA OPTAR EL TITULO

PROFESIONAL DE INGENIERO CIVIL

INFORMACIÓN GENERAL

TITULO TENTATIVO DE LA TESIS:

“INTERACCIÓN DINÁMICA SUELO – ESTRUCTURA EN EL

DISEÑO DE EDIFICACIONES”

APLICACIÓN AL CENTRO COMERCIAL DE AZÁNGARO

EJECUTORES:

Bach. Jorge Luís Zambrano Rojas

Bach. Guido Calsin Apaza.

DIRECTOR DE TESIS:

Ing. Raúl F. Echegaray Chambi.

ASESOR DE TESIS:

Ing. Eleodoro Huichi Atamari.

Puno, Diciembre del 2004

I. INTRODUCCION:

1

Ciertamente la ingeniería de estructuras es un campo tan amplio, que no se puede abarcar todos

los aspectos inherentes en la mejor predicción de los esfuerzos y deformaciones que ocurren en

ella, mas aun cuando se trata de involucrar conceptos que se interrelacionan con las propiedades

mecánicas del suelo; es decir, considerar un análisis dinámico realistico de interacción suelo

estructura por efectos de sismicidad.

El Perú presenta zonas donde las solicitaciones dinámicas como sismo, viento etc. Que son de

muy leves a muy fuertes pero en la mayoría de los casos son desfavorables dando como

resultado daños muy severos a la estructura a esto se adiciona el mal proceso constructivo. Los

cuales generan grandes pérdidas económicas y por consiguiente a la población que hace uso de

esta.

Recientes estudios experimentales y analíticos han identificado el importante rol de la interacción

suelo estructura puede jugar durante la excitación sísmica de edificaciones y han demostrado la

necesidad de incorporarla en el diseño de una amplia gama de clases de estructuras.

Generalmente el análisis de una estructura se considera para un estado donde se obvia la

interacción del suelo con el sistema estructural, esto a consecuencia de simplificar los vínculos o

modelos de apoyo del suelo mediante una restricción total o nula, lo que significa dar

respectivamente una rigidez infinita o nula para sus correspondientes coordenadas de los apoyos lo

que implica obtener respectivamente estados de esfuerzos muy conservadores o pocos seguros de

varios elementos que constituyen la estructura cuando se encuentra sometido a cargas externas de

sismo, viento, gravedad y ruido cultural..

Un modelo mas realistico de interacción suelo estructura corresponde a los apoyos elásticos al

suelo que a diferencia de los apoyos fijos (infinitamente rígidos) o libre (rigidez nula), se obtienen

estados de esfuerzos mas confiables y cercanos de lo que realmente se da en la estructura, por lo

tanto redundara en obtener diseños mas seguros y económicos. Un método conveniente en

modelar apoyos elásticos del suelo resulta de la aplicación de las propiedades mecánicas, según el

diagrama de esfuerzo asentamiento del cual se obtiene parámetros convenientes como el modulo

de reacción sub grado o coeficiente de balasto, cuyo parámetro será el pilar en la deducción

de las rigideces del suelo para los cimientos y superficies que están en contacto directo con

el suelo como por ejemplo muros de contención en sótanos, etc.

las recientes crisis sísmicas han puesto de manifiesto una vez mas la enorme capacidad

destructiva de los terremotos que además, se produce de forma casi instantánea, (algunas docenas

de segundos), esta enorme amenaza para la sociedad depende de la peligrosidad sísmica, que se

define como la probabilidad de ocurrencia de un sismo de tamaño y propiedades determinadas y

sobre la que no podemos actuar, pero depende también de la vulnerabilidad de los edificios, es

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decir de su respuesta dinámica, de su incapacidad para resistir las acciones que sobre ella ejerce

un sismo.

No considerar la Interacción Suelo Estructura puede llevar a fuerzas y desplazamientos erróneos

en el análisis de la respuesta y en el diseño de las estructuras. Este error dependerá de las

propiedades de vibración de la estructura, las propiedades del suelo y las características del

movimiento sísmico. Al no tomar en cuenta la interacción se obtiene, generalmente, un diseño

conservador (Aunque ciertos resultados como el desplazamiento relativo entre dos estructuras,

puede ser deficientemente estimado) y algunas normas de diseño sísmico que consideran el efecto

de INTERACCIÓN SUELO ESTRUCTURA permiten una reducción significativa, mayor que el 30%,

de la fuerza lateral estática equivalente. En este sentido, la norma sísmica peruana E-030 no

considera este efecto (ISE).

4.1 ANTECEDENTES O ESTUDIOS PREVIOS

Como se ve el modelo de elementos finitos presenta el problema de las condiciones de borde o

frontera, es decir que al ser considerado el modelo como un medio finito se presentan bordes

artificiales que generan reflexión de las ondas sísmicas actuantes alterándose el

comportamiento del modelo y por consiguiente los resultados. Se ha realizado varios estudios

con la finalidad de eliminar la reflexión de ondas en los bordes DAY (1977) propone una

solución basada en la idea que la reflexión de ondas se puede prevenir evitando que estas

alcancen los extremos del modelo en el tiempo de análisis, para lograrlo el tamaño de los

elementos finitos debe ser incrementado proporcionalmente a su distancia a la estructura. Este

método produce buenos resultados pero tiene el inconveniente que genera modelos demasiado

grandes que requieren de bastante memoria y tiempo de ejecución en el computador. Además

para que se cumpla con esta hipótesis el amortiguamiento viscoso debe ser constante y la

relación de tamaño en los elementos de la malla debe ser 1:1.

otro enfoque del problema es planteado en 1974 por Smith, en el que las reflexiones de primer

orden en las fronteras del modelo se eliminan usando la superposición de las conexiones de

frontera de Dirichlet y Newmann, este método da buenos resultados en modelos bi y

tridimensionales, sin embargo no se eliminan las reflexiones de orden superior (ondas que son

reflejadas mas de una vez en la frontera) lo que hace que sean necesarias 2º soluciones para

resolver el problema esta limitación fue resuelta parcialmente por Cundall 1978 mediante unos

pequeños cambios en la teoría de superposición, en el método de cundall la superposición no

es aplicada en todo el dominio, solo se aplica a pequeñas mallas; este método da buenos

resultados pero solo esta implementado a problemas bidimensionales.

En 1978 White propone un modelo de frontera absorbente de energía, mediante la utilización de

esfuerzos tangenciales y normales en la frontera que reduce a cero la energía reflejada en la

frontera. Este método fue llamado método de frontera unificada y es similar al método de

viscosidad Standard desarrollado por Lysmer y Kuhlemeyer (1969). En este método se asume

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que la energía es transmitida en forma de ondas P y S que atraviesa la parte inferior del

modelo, y ondas Rayleigh, que atraviesa lateralmente el modelo. El método de lysmer y

Kuhlemeyer da buenos resultados para modelos relativamente pequeños mientras que el

método de White da buenos resultados si el tamaño del modelo no es mayor de ¼ de la

longitud de ondas de corte, además el método solo ha sido probado en modelos

bidimensionales con fronteras planas.

Bayo presenta en 1983 un nuevo método para resolver el problema de la reflexión de ondas en

las fronteras del modelo en este método se crean fronteras de radiación independiente de la

frecuencia.

La idea central es que los esfuerzos producidos por las ondas en las fronteras en un medio

pueden ser absorbidos por amortiguamiento viscoso independiente de la frecuencia; cuando el

amortiguamiento es el determinado de la frecuencia fundamental del modelo la ventaja de este

método es que debido a su independencia de la frecuencia esta disponible tanto en el dominio

de tiempo como en el de frecuencias. Este método también da buenos resultados.

En 1987 Huang desarrolla un modelo de bordes no reflejantes para mallas de elementos finitos

este se basa en la superposición de modelos de Newmann y Dirichlet, promediando los

desplazamientos obtenidos por cada método en cada intervalo de tiempo además, una fuerza

adicional es impuesta en la fronteras del modelo para obtener resultados mejores. Este modelo

desarrollado para su aplicación a mallas de elementos finitos en el problema de interacción

suelo estructura.

Finalmente el método de superposición fue desarrollado por el Ing. Serrano en 1989, esta

basado en el modelo propuesto por Huang que superpone dos condiciones de frontera en la

malla de elementos finitos (borde libres y bordes fijos) y de cuyo promedio se obtienen los

resultados finales: desplazamientos, velocidades y aceleraciones.

II. JUSTIFICACIÓN

2.1 JUSTIFICACIÓN TEÓRICA

El comportamiento de la estructura es dependiente de la naturaleza del suelo de apoyo y

simultáneamente, el comportamiento del suelo es modificado por la presencia de la

estructura.

En la práctica sin embargo esta analogía es rara vez tomada en cuenta; generalmente, el

movimiento en campo libre es el que se aplica al modelo. Debido a esto y muchos otros

problemas que surgen al tratar de establecer modelos dinámicos adecuados, constituye

practica común ignorar los efectos de la interacción Suelo–Estructura considerando estas como

empotradas en el nivel de la base, sin considerar las condiciones del subsuelo. Sin embargo, ya

existen avances considerables en el conocimiento de la interacción suelo estructura, y también

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en las técnicas computacionales de análisis, que nos llevan ha hacer una revisión y

comparación de los mismos con los modelos tradicionales.

Cuando se construyen estructuras de cimentación de concreto armado la incertidumbre es

conocer su deformación unitaria, el cual es bien sabido que aumenta con el tiempo por lo

que se asegura que la interacción suelo – estructura de una estructura recién construida es

diferente a medida que pasa el tiempo.

Para que la elección sea correcta y tenga un cálculo racional en una cimentación será

necesario considerar las condiciones y fuerzas ambientales así pues será necesario conocer

la estratigrafía del lugar y en especial de la zona donde se construirá ; las condiciones

hidráulicas que rigen en el momento y los cambios probables que podrían suscitarse en el

futuro.

En regiones sísmicas o de vientos se deberán establecerse formas de diseño en las

cimentaciones, que permitan hacerlos menos vulnerables a estas fuerzas. En el caso de

sismos en donde el movimiento se transmite del suelo a la cimentación será necesario

conocer las propiedades dinámicas de los suelos para estimar el comportamiento del

sub suelo y la forma de cómo se transmite a la cimentación y los efectos de interacción

que se generan.

JUSTIFICACIÓN METODOLÓGICA.-

El edificio será analizado para dos condiciones de apoyo en la base: Estructura considerada

Empotrada en la base (Según RNC) y Estructura considerando su interacción, existiendo varios

métodos para su análisis como son:

1. Método de la viga de cortante con masas concentradas

2. Método de los resortes en el nivel de la base

3. Elementos finitos, etc

Ciertamente los modelos de interacción suelo estructura varia de acuerdo al grado de

importancia del mismo, entonces se podría elegir modelos compatibles al elemento finito o

método de rigidez. Como objetivo del presente trabajo se aplicará dos métodos de

interacción suelo estructura para su comparación con el propuesto por el RNC.

2.2 JUSTIFICACIÓN PRÁCTICA.-

El estudio del análisis estructural, es de gran importancia conocer el comportamiento de la

Dinámica Estructural ya que con ella, se puede minimizar la Vulnerabilidad de nuestras

construcciones ante la posible ocurrencia de fuerzas sísmicas o de viento; o también, el que se

vea sometida, a la acción de equipos vibratorios o a la combinación de estas. Por lo anterior,

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se hace necesario aprender a Analizar, Diseñar y Revisar estructuras, para que

respondan satisfactoriamente ante este tipo de solicitaciones y que se sometan a los

requisitos del RNC.

En ese sentido se ha planteado la presente Tesis Tecnológica Intitulada:

“Interacción Dinámica Suelo – Estructura en el Diseño de Edificaciones” - Aplicación al

Centro Comercial de Azángaro.

III. OBJETIVOS DEL PROYECTO TECNOLOGICO

3.1 OBJETIVO GENERAL

Aplicar el fenómeno de interacción suelo-estructura en el diseño de estructuras como es

el caso del Centro Comercial – Azangaro. y haciendo la comparación con lo propuesto

por el RNC.

3.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS

Realizar modelos de la estructura para su simulación por los métodos planteados, como

son el método propuesto por el RNC y el método de los resortes en el nivel de la base,

obteniendo una edificación estructuralmente funcional.

Obtener formas modales y periodos de vibración mediante la aplicación de las

características o propiedades dinámicas del suelo y de la estructura.

Determinar los esfuerzos y comportamiento de los elementos estructurales que

conforman la estructura.

Realizar comparaciones de los métodos aplicados para la determinación de las

variaciones o diferencias que existan entre los métodos mencionados.

Diseñar los elementos estructurales de la edificación como son elementos en concreto

armado y perfiles de acero.

Elaboración del presupuesto de estructuras.

IV. MARCO TEÓRICO

4.1 METODOS DE ANALISIS DINAMICO

4.1.1 ANALISIS CUASI ESTATICO

Este método sugerido en el Reglamento Nacional de Construcciones se basa en la

Idea de que la respuesta de la estructura frente a una solicitación dinámica se

traduce a una fuerza de Inercia proporcional al peso de la Edificación, esta se

obtiene usando la siguiente Formula:

Z = Factor de Zona.

U = Factor de Uso.

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S = Factor de Suelo.

C = Coeficiente Sísmico.

Rd = Factor de Ductilidad de la Estructura.

P = Peso de la Estructura.

Este método resulta muy fácil de aplicar y por lo tanto es practico, sin embargo se

puede ver que la determinación de las características de la estructura se ha

simplificado tal es el caso en el periodo fundamental de la estructura, si bien es

cierto que se considera la influencia a través del factor suelo S, y del periodo

predominante del suelo Ts, de esto se puede concluir que estos factores son

determinados empíricamente el cual este método resulta solamente aproximado,

que da resultados por el lado de la seguridad (conservadores), además el

Reglamento condiciona el uso de otros métodos, a que los resultados no sean

menores que el 80% de los que se obtienen por el método que propone.

4.1.2 ANALISIS MODAL

Este método considera la determinación mas precisa de las características de la

estructura, principalmente los periodos fundamentales de vibración y los modos de

vibración, además para la determinación de la fuerza basal cortante, momento de

volteo y fuerzas cortantes y desplazamientos en cada nivel, se emplean espectros

de pseudo aceleración, pseudo velocidad y pseudo desplazamiento.

4.1.3 ANALISIS PASO A PASO

Este método de análisis consiste en la resolución de la ecuación general del

movimiento para cada instante de tiempo, empleando métodos o técnicas de

integración numérica como el método de la diferencia central, el método de houbolt,

método de Wilson, el método de newmark, el método de newmark Wilson.

4.1.4 METODO DE SUPERPOSICION

Este método constituye una alternativa simplificada frente a otros métodos que

requieren de cálculos mas complejos para el análisis de modelos de elementos

finitos, se basa en la superposición de las condiciones de dichlet y Newmann

logrado que el problema de la reflexión de ondas sea eliminado en los bordes del

modelo.

4.2 BASES TEÓRICAS

Para entender mejor sobre la interacción dinámica suelo-estructura en edificaciones, es

importante que se consideré lo siguiente:

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El comportamiento de la estructura es dependiente de la naturaleza del suelo de apoyo y,

simultáneamente, el comportamiento del suelo es modificado por la presencia de la estructura.

En la practica sin embargo esta analogía es rara vez tomada en cuenta; generalmente, el

movimiento en campo libre es el que se aplica al modelo. Debido a esto y muchos otros

problemas que surgen al tratar de establecer modelos dinámicos adecuados, constituye

practica común ignorar los efectos de la interacción suelo – estructura considerando estas como

empotradas en el nivel de la base, sin considerar las condiciones del subsuelo. Sin embargo, ya

existen avances considerables en el conocimiento de la interacción suelo estructura y también

en la técnicas computacionales de análisis, que nos llevan ha hacer una revisión y comparación

de los mismos con los modelos tradicionales.

Los métodos dinámicos de cálculo para efectuar el análisis de estructuras, ya sean

modelos generalizados tridimensionales coexisten en diversas dificultades los cuales

están comprendidos entre métodos exactos y aproximados.

Otro problema frecuente con el que se encuentra el Ingeniero Estructural, es el

modelamiento de estructuras, es decir obtener un modelo matemático que muestre el

verdadero comportamiento estructural de la edificación.

Es cierto también que efectuar el análisis dinámico de un edificio conlleva emplear

grandes cantidades de datos en el procesamiento así como considerables tiempos de

ejecución, todo ello a consecuencia de la discretización del modelo estructural, por ello

será adecuado con un programa computacional que ayudara a optimizar en tiempo y

precisión.

4.3 MODELOS DEL SUELO PARA COMPORTAMIENTO DINÁMICO

Los métodos para modelar el suelo pueden estar divididos en Las siguientes categorías.

Método de la viga de cortante con masas

concentradas.

Método de los resortes en el nivel de la

base.

Elementos finitos.

4.3.1 MODELO DE MASAS CONCENTRADAS:

En este modelo se considera que la estructura, compuesta de columnas y vigas

unidas mediante un diafragma muy rígido, solo puede desplazarse horizontalmente

debido a la gran rigidez del diafragma, además los desplazamientos son uniformes a

lo largo del piso porque el diafragma no se deforma axialmente, por lo cual cada nivel

de piso solo se tiene que calcular un único desplazamiento en la dirección X, también

se considera que el peso de cada piso de la estructura se encuentra concentro en los

diafragmas rígido. Para estas suposiciones la estructura puede ser reducida a un

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modelo de tantos grados de libertad como niveles tenga, debiendo calcularse solo la

rigidez lateral de la estructura pues las deformaciones en las direcciones pueden ser

despreciadas, la rigidez lateral de la estructura dependerá principalmente de las

características de las columnas d cada nivel.

(Fig. 1.0)

Para el caso de análisis dinámico, se plantea la hipótesis de que la estructura tiene el

Comportamiento de péndulo invertido con “n” grados de libertad, siendo “n” el número

de pisos de la estructura (Fig. 1.0)

A. CARACTERÍSTICAS DEL MODELO:

Son características de este modelo entre otras las matrices de masa, rigidez y

amortiguamiento; de estas las dos primeras son relativamente fáciles de obtener, siendo la

obtención de la matriz de amortiguamiento más compleja.

El modelo también presenta como característica las frecuencias y modos de vibración de

la estructura, estos valores son conocidos como autovalores y autovectores

respectivamente, para cada nivel o grado de libertad de la estructura existe una frecuencia

fundamental de vibración y un modo de vibración.

B. MODELO DE SUELO:

Se vio, en apartados anteriores, que para el problema de interacción suelo-estructura se

habían propuesto varios métodos, cada cual con una representación particular del suelo.

En esta sección se describirán dos de los mas usados modelos de suelo: el modelo de

resortes y el modelo de elementos finitos. En ambos casos se tomaran en cuenta las

características no solo estáticas del suelo, sino sobretodo las características dinámicas.

C. CARACTERÍSTICAS DEL SUELO:

Para la aplicación de los métodos estudiados en este trabajo se requiere conocer las

características estáticas y dinámicas del suelo, algunas de las cuales pueden determinarse

a partir de ensayos en laboratorio, sin embargo otras se obtienen a partir de la aplicación

de formulas empíricas propuestas por diversos autores.

Densidad, (): De fácil determinación en laboratorio, es la cantidad de masa por unidad de

volumen.

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Modulo de Young, E: es determinada en ensayos de compresión axial en probetas, este

modulo se obtiene asumiendo que el suelo es un material isotropito y homogéneo.

Coeficiente de Poisson, : Se determina a partir de un ensayo de compresión triaxial

varia entre 0.25 a 0.30.

A partir de estas características básicas del suelo se pueden determinar para el caso del

modelo de resortes los valores de la constante de resorte (K), el amortiguamiento viscoso

(c) y el factor de masa (m) empleando las ecuaciones de la tabla.

=

Tabla 1.0

Donde:

G = Es el modulo de corte, obtenido según la expresión:

= Es el coeficiente de poisson,

= Es la densidad de masa, y

r = Es el radio de la cimentación.

En las ecuaciones correspondientes a amortiguamiento viscoso el valor de K es el

correspondiente a la constante de rigidez vertical.

GRADO DE

LIBERTAD

CONSTANTE DE RESORTE

“K”

AMORTIGUAMIENTO VISCOSO “C”

FACTOR DE MASA “M”

VERTICAL

HORIZONTAL

GIRO

TORSIÓN

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4.3.2 MODELO DE RESORTES:

En este modelo simplificado, la influencia del suelo de cimentación es el

comportamiento de la estructura se determina agregando los correspondientes

grados de libertad en la interfase suelo-estructura, el suelo es representado por

resortes que permitan el desplazamiento de la estructura en la dirección X y el

giro alrededor del eje Z en la interfase (el movimiento en la dirección y usualmente

es un fenómeno no acoplado, por lo que no se toma en cuenta), las constantes de

estos resortes, Kr y K (resorte rotacional), se calculan aproximadamente usando

la tabla 1.0 y luego agregando estos valores a la matriz de amortiguamiento del

sistema , lo que permitirá la solución de la ecuación del movimiento teniendo

en cuenta el factor de amortiguamiento del sistema.

(Fig. 2.0)

4.3.3 CONCEPTO DEL MODELO APOYO ELÁSTICO DEL SUELO EN PÓRTICOS

Considere un pórtico arbitrario de una estructura, tal como se observa en la figura, que

posee un sistema de cimiento constituido por zapatas, los cuales podrían o no estar

unidos mediante vigas de cimentación entonces este modelo real es posible idealizar

según los esquemas (b), (c). El modelo ideal del esquema (b) que corresponde al suelo

se la constituye por un sistema continuo de resortes o apoyos elativos que transmiten

solamente fuerzas verticales y horizontales, las cuales

simulan la acción que ejerce el suelo sobre la

estructura. Este modelo del suelo se lo puede

conceptuar como “Modelo Continuo”. Análogamente el

esquema (c) esta constituido por resortes de

naturaleza puntual en el nodo, según resortes

horizontales, verticales y helicoidales, el cual resulta

un modelo alternativo que considera la discretización del sistema continuo de resortes;

esto implica afirmar la equivalencia con el modelo dado en el esquema (b), el modelo

alternativo que corresponde a esta idealización del suelo se le conceptualiza como

“Modelo Puntual”.

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(a) (b) (c)

(Fig. 3.0)

V. METODOLOGÍA DE ELABORACION DEL DISEÑO

En la actualidad en nuestra localidad se han construido muchas estructuras que no cuentan con

estudio y diseño de edificaciones que contemplen la interacción entre el suelo y la misma

estructura, por lo que se obtienen sobredimensionamientos por no tener en cuenta estas

condiciones.

En consecuencia el presente trabajo Tecnológico, esta referido al estudio, análisis y diseño de

estructuras de concreto armado.

La presente tesis es de tipo TECNOLÓGICO; pues luego de una recolección de datos en campo,

estas serán procesadas y luego analizadas para posteriormente hacer el modelamiento de la

estructura y su procesamiento, haciendo uso de un Software, para luego culminar en el diseño de

las estructuras de concreto armado (cimentación, columnas, vigas losas, etc.).

VI. MARCO CONCEPTUAL

Interacción suelo estructura; Se puede definir como la diferencia no solo cuantitativa sino

también cualitativa, entre la respuesta de la estructura cuando se considera en la base (1) el

movimiento del campo libre y (2) el movimiento modificado apropiadamente para tener en cuenta

la flexibilidad del suelo en relación a aquella de la estructura.

Grados de libertad; Número necesario de coordenadas independientes para definir

completamente la posición del sistema en cualquier instante del tiempo.

Modelo Matemático; Idealización de un sistema incluyendo todas las simplificaciones y

suposiciones impuestas al problema físico.

Periodo Natural; Intervalo de tiempo que necesita un sistema en vibración libre para

completar una oscilación.

Respuesta Espectral; Grafico de la respuesta máxima (desplazamiento, velocidad o

aceleración) para un sistema de un grado de libertad definido por su frecuencia natural o

periodo, sometido a una excitación especifico.

Densidad, (): Es la cantidad de masa por unidad de volumen.

Modulo de Young, E:

Coeficiente de Poisson, :

Modulo de Balasto; K

VII. TÉCNICAS, HERRAMIENTAS PARA LA TOMA Y RECOPILACIÓN DE INFORMACIÓN

La Recopilación de datos estará constituida principalmente por:

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1. Revisión Bibliográfica de Libros.

2. Búsqueda de Información Relacionado al tema en Internet.

3. Obtención de Datos en forma experimental (Laboratorio).

La Técnicas y Herramientas que se usarán los encasillaremos en cinco Etapas:

PRIMERA ETAPA

Obtener muestras de suelos donde se construirá la edificación, recopilar información de registros

sísmicos ocurridos en la zona y la obtención de datos de laboratorio.

SEGUNDA ETAPA

Modelamiento matemático de la estructura, tomando en cuenta las características de rigidez

dinámica y el amortiguamiento.

TERCERA ETAPA

Procesamiento de los datos conforme al modelamiento con ayuda de Softwares y hacer un análisis

estructural y verificar las deformaciones.

CUARTA ETAPA

Con los datos obtenidos se comenzara a diseñar la estructura.

QUINTA ETAPA

Una vez diseñada la estructura se comenzara con el análisis de costos y presupuesto.

VIII. TEMARIO DE TESIS TENTATIVO.-

Capítulo I.- Introducción

1.1 Introducción

1.2 Antecedentes del Proyecto

1.3 Descripción del Proyecto

1.4 Criterios Generales de estructuración

1.5 Predimensionamiento de la estructura

1.6 Consideraciones Prácticas de las propiedades mecánicas y geométricas de los

elementos estructurales.

Capítulo II.- Marco Teórico del Sistema Suelo-Estructura y Ensayos de laboratorio

2.1 Introducción.

2.2 Consideraciones de modelo del suelo

2.2.1 Propiedades del Suelo.

2.2.2 Modulo de Reacción de Sub Grado (Coeficiente de balasto “k”).

2.2.3 Capacidad de Carga, admisible y ultima.

2.2.4 Asentamiento.

2.3 Ensayos de laboratorio y Evaluación de Resultados

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2.4 Sistemas Dinámicos

2.5 Rigidez del edificio, Matriz de masa, etc.

2.6 Dinámica estructural por efecto sísmico de la estructura.

Capítulo III.- Respuesta Dinámica del centro comercial – Azangaro por la

Interacción Suelo Estructura.

3.1 Consideraciones generales

3.2 Modelos Estáticos Estructurales

3.3 Modelos Dinámicos Estructurales considerando la Interacción Suelo - Estructura

3.4 Propiedades Físicas y Masas inerciales

3.5 Diagrama de Envolventes de Fuerzas internas

3.6 Evaluación y Comparación de resultados de los diferentes análisis propuestos.

Capítulo IV.- Diseño Estructural de la edificación

4.1 Consideraciones del diseño estructural

4.2 Método para el diseño por flexo compresión

4.3 Diseño por cortante y/o Torsión

4.4 Requerimientos y requisitos del diseño

4.5 Diseño estructural del edificio

4.6 Dibujo de planos

Capítulo V.- Presupuesto de la Estructura

5.1 Costos Unitarios

5.2 Presupuesto

Capitulo VI.- Conclusiones y Recomendaciones

Anexos.

Bibliografía y Referencias.

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IX. BIBLIOGRAFÍA

Jairo Uribe Escamilla “Análisis de estructuras” – Ediciones Uniandes & ECOE, tercera

Edición – Santa fe de Bogota, D.C., Colombia.

Pique del Pozo & H. Escaletti F. “Análisis Sísmico de Edificios”, Capitulo de Ingeniería

Civil – Consejo Departamental de Lima, programa de actualización 1990-1991.

A.C.I. 318-00; “Norma de Construcciones en Concreto Estructural ACI 318-00 y

comentario ACI 318R-00”, Primera Edición Octubre 2002.

Frederick S. Merritt, “Enciclopedia de la CONSTRUCCIÓN Arquitectura & Ingeniería”.

Grupo Editorial Océano, edición 1990.

A.C.I. “Cimentaciones de Concreto Armado en Edificaciones” Segunda Edición Mayo

1993 / ACI-UNI.

Roberto Morales M. “Diseño en Concreto Armado”. Fondo editorial ICG, Edición 2002.

Braja M. Das “Principios de Ingeniería de Cimentaciones”. Editorial Thomson – México

1999

Arthur H. Nilson “Diseño de Estructuras de Concreto”. Edición McGRAW-HILL

INTERAMERICANA, S.A. Duodécima Edición 1999 – Colombia.

Teodoro V. Galambos, F. J. Lin & Bruce G. Johnston “Diseño de estructuras de Acero con

LRFD” Editorial Prentice Hall – México 1999.

Héctor Velásquez Ramírez. Tesis “Análisis y Diseño Estructural Edificio Santa Anita –

Cerro Colorado”. UNSA - Arequipa 1998.

CAPECO; “Reglamento Nacional de Construcciones”. Editorial CAPECO, Lima.

Julio Kuroiwa; “Reducción de Desastres” Viviendo en armonía con la naturaleza - PNUD.

Lima, Perú. Septiembre 2001.

Leonardo Zeevaert W. “Interaccion Suelo – Estructura de Cimentaciones Superficiales y

profundas, Sujetas a Cargas Estaticas y Sismicas”. ISEESI. 1980.

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X. PRESUPUESTO

9.1 PRESUPUESTO GENERAL:

XI. FINANCIAMIENTO

La subvención del presente proyecto de tesis será asumida en su totalidad por los ejecutores:

Bach. Jorge Luis Zambrano Rojas 50%

Bach. Guido Calsin Apaza 50%

10.1 CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES:

Inicio : Diciembre - 2004

Fin : Mayo – 2005

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ITEM Actividad Tiempo

Año

Die.. Ene. Feb. Marz. Abril Mayo.

01 Revisión Bibliográfica Preliminar 10 Días

02 Trabajo Topográfico. 05 Días

03 Estudio Geotécnico. 20 Días

04 Revisión Bibliográfica Definitiva. 20 Días

05 Marco teórico de: Interacción dinámica

Suelo – Estructura.

30 Días

06 Análisis Dinámico. 20 Días

07 Interacción Suelo – Estructura 25 Días

08 Diseño de la Superestructura 15 Días

09 Diseño de la Subestructura 10 Días

10 Redacción Final e Impresión 10 Días

11 Entrega del Borrador de Tesis 05 Días

a) Duración Total del Proyecto

El trabajo de Investigación tiene una duración aproximada de 5.0 meses.

Ing. Raul F. Echegaray Chambi

Director de Tesis

Ing. Eleodoro Huichi Atamari

Asesor de Tesis

Bach. Jorge Luis Zambrano Rojas Bach. Guido Calsin Apaza

TESISTA TESISTA

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