Influencia de la interacción suelo-estructura en la respuesta sísmica de un edificio de oficinas de 6 pisos y 2 sótanos considerando diferentes condiciones de suelo

Abstract

La presente investigación consiste en estudiar la respuesta sísmica de un edificio de oficinas de 6 pisos y 2 sótanos considerando la interacción suelo-estructura (ISE). Se ha visto que en la realidad se utilizan frecuentemente modelos con base empotrada a nivel del terreno, pese a que, se analicen edificios con sótanos. Esta idealización genera que los resultados obtenidos en el análisis estructural no sean muy precisos. Es por tal motivo, que el objetivo de la investigación es determinar la influencia de la ISE en la respuesta sísmica de un edificio de oficinas con sótanos, para lo cual se plantean tres casos de estudio para comparar los resultados considerando diferentes tipos de modelos, tipos de suelo e incluir la ISE dentro del análisis. Existen normas internacionales que presentan procedimientos para el análisis con ISE y también, diversos investigadores han planteado modelos matemáticos para caracterizarla, los cuales permiten representar respuestas cercanas al movimiento del suelo circundante a las cimentaciones. A partir de lo mencionado se establecen los tres casos de estudio que se desarrollaron en la presente investigación. El primer caso de estudio (modelo 01) consta de un edificio empotrado a nivel de superficie sin el modelado de los sótanos. El segundo caso de estudio se divide en dos escenarios, que se diferencian en las restricciones que se les asignan a los muros de los sótanos. El primer escenario (modelo 02A) consiste en el edificio con sótanos empotrado a nivel de cimentación. En el segundo escenario (modelo 02B), se tiene un modelo similar al anterior, incluyendo en los sótanos una restricción del movimiento traslacional del suelo. El último caso (modelo 03) consta en el edificio con sótanos y el suelo representado mediante un elemento sólido, en este modelo se caracteriza la ISE, representando al suelo mediante un modelo de semiespacio elástico lineal compuesto por elementos finitos sólidos. Para cada uno de los casos expuestos, de acuerdo a la norma E.030, se realizan los análisis estático y dinámico; con lo cual, se obtienen parámetros como: Periodos, cortantes basales, modos de vibración, desplazamiento y desplazamientos relativos de entrepiso.