Efectos de la Interacción Suelo-Estructura en la Cimentacion Compartida por Bloques independizados con junta Sismica, verificado mediante ensayos a escala con Simulador Sismico y Modelos de elementos Finitos

Abstract

En el presente trabajo se cumple con el objetivo principal de identificar algunos de los efectos más importantes que provocan los sismos considerando la interacción sueloestructura en el comportamiento estructural de las edificaciones separadas en bloques, con junta sísmica y que comparten el mismo cimiento (zapata) en la zona de la junta sísmica. Para lo cual se hace uso de tres métodos para el análisis de este modelo estructural; considerando para cada método, un caso con el efecto interacción suelo-estructura y propiedades de suelo flexible, y otro caso restringiendo este efecto, en condición de cimentación empotrada y propiedades de suelo rígido; este último caso sirve como referencia de comparación. Estos tres métodos propuestos son: - Ensayo físico a escala reducida en simulador sísmico estandard Shake Table II. - Experimento analítico matemático, mediante desacoplamiento modal y métodos numéricos derivados de la integral de Duhamel así como uso de matriz de rigidez del suelo y discretización de cimiento. - Experimento asistido por software Etabs en base a elementos finitos (para cimentación) y con análisis tiempo historia. De los cuales, con el primero se obtienen los parámetros fundamentales y necesarios para la compatibilidad e interpretación de resultados del modelo ensayado a escala reducida con su equivalente a escala real; esto luego de verificar, investigar y demostrar los orígenes de la incompatibilidad del modelo físico a escala reducida construido y ensayado. Quedando solo válidos para el objetivo inicial, los resultados numéricos de los otros dos métodos, con los cuales se verificó que, la magnitud de las variaciones en máximas derivas (∆𝑋𝑚𝑎𝑥), máximos desplazamientos absolutos (𝑋𝑚𝑎𝑥), máximas velocidades (𝑉𝑚𝑎𝑥), máximas aceleraciones ( 𝐴𝑚𝑎𝑥) y máximas fuerzas cortantes por piso (𝐹𝑉𝑚𝑎𝑥), no llegan al 5% respecto a los correspondientes resultados en condición empotrada, no pudiendo concluir que estructuralmente es perjudicial. Así también se verificó la adecuada precisión del método analítico, mediante la superposición de los registros de respuesta con los del método asistido con software Etabs, siendo una sólida conclusión su recomendación para investigaciones similares. Además, se encontró que considerando interacción suelo estructura en las condiciones del modelo de estudio, el edificio más pequeño se toma parte de las fuerzas y desplazamientos del edificio más grande, así como encontrando posiciones críticas de incremento de momento en la cimentación compartida