Interacción Sísmica Suelo-Estructura en Edificaciones con Zapatas Aisladas – Genner Villarreal Castro | Libro PDF

Características

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Descripción

La presente investigación está orientada a resolver uno de los problemas actuales de la Mecánica Estructural, específicamente, el problema de la metodología de cálculo de
edificaciones con zapatas aisladas, considerando la flexibilidad de la base de la cimentación.
Dicho sistema constructivo suelo-estructura se usa con mucha frecuencia en la práctica y se considera un campo abierto en la investigación sísmica, representando el presente trabajo un aporte importante en la actualización de los métodos de cálculo de edificaciones con zapatas aisladas.
La presente investigación consta de una introducción, 4 capítulos, conclusiones, bibliografía y anexo.
En la introducción se fundamenta la actualidad del tema, se formula el objetivo y problemas de investigación, los aportes científicos y el valor práctico de la investigación.
En el primer capítulo se da un resumen de las investigaciones realizadas, donde se analizan los problemas de interacción suelo-estructura. Se describe en forma concreta el efecto del reforzamiento estructural y el tiempo de servicio de las edificaciones.
En el segundo capítulo se analizan los esquemas de cálculo de edificaciones, considerando la flexibilidad de la base de fundación y se describe el modelo dinámico sueloestructura para edificaciones con zapatas aisladas, usado en la presente investigación. Se explica y fundamenta teóricamente los modelos dinámicos de cimentaciones, donde se consideran los efectos de flexibilidad y propiedades inerciales de los suelos.
En el tercer capítulo se describe la metodología de modelación de edificaciones con zapatas aisladas en condiciones reales del Perú y con la aplicación del programa SAP2000, analizándolo por los cuatro modelos dinámicos elegidos ante la acción sísmica con diversos ángulos de inclinación y considerando la disipación de energía. Asimismo, se modeló la edificación por el programa LIRA y se calculó a través de la Norma Rusa SNIP II-7-81* “Construcción en zonas sísmicas”, cuya comparación de resultados tiene un especial interés.
También se modeló la misma edificación con ayuda de elementos sólidos espaciales y a través del programa COSMOS, cuyos resultados tienen cercanía con los daños estructurales en columnas ocasionados por sismos importantes.
En el cuarto capítulo se analizó el problema de reparación y reforzamiento estructural de edificaciones, considerando la interacción suelo-estructura.
En las conclusiones se discuten los resultados y las recomendaciones de uso y aplicación científica.

Tabla De Contenido

INTRODUCCIÓN …………………………………………………………………………. 06
CAPITULO 1. ESTADO ACTUAL DEL PROBLEMA DE INVESTIGACION
1.1. Principales áreas de la investigación sísmica ……………………… 09
1.1.1. Métodos estadísticos (probabilísticos) ………………………. 09
1.1.2. Interacción suelo-estructura ………………………………….. 09
1.1.3. No-linealidad geométrica y física …………………………….. 10
1.1.4. Trabajo espacial y múltiples componentes de la acción sísmica …………………………………………………………… 10
1.2. Errores conceptuales en el análisis sísmico espectral …………….. 11
1.3. Cálculo sísmico con acelerogramas …………………………………. 14
1.4. Efecto del reforzamiento estructural en edificaciones, considerando la interacción suelo-estructura ………………………. 16
1.5. Tiempo de servicio de las edificaciones y construcciones ………… 20
CAPITULO 2. MODELOS DINAMICOS DE INTERACCION SISMICA SUELO-ZAPATA AISLADA-SUPERESTRUCTURA
2.1. Esquemas de cálculo de edificaciones, considerando la
flexibilidad de la base de fundación ………………………………….. 24
2.2. Modelo dinámico D.D. Barkan – O.A. Savinov ……………………… 29
2.3. Modelo dinámico V.A. Ilichev …………………………………………. 32
2.4. Modelo dinámico A.E. Sargsian ………………………………………. 35
2.5. Modelo dinámico Norma Rusa SNIP 2.02.05-87 …………………… 36
CAPITULO 3. CALCULO DE EDIFICACIONES CON ZAPATAS AISLADAS, CONSIDERANDO LA INTERACCION SISMICA SUELO-ESTRUCTURA
3.1. Objeto de investigación ……………………………………………….. 40
3.2. Cálculo de coeficientes de rigidez ……………………………………. 46
3.2.1. Modelo dinámico D.D. Barkan – O.A. Savinov ……………… 46
3.2.2. Modelo dinámico V.A. Ilichev …………………………………. 46
3.2.3. Modelo dinámico A.E. Sargsian ………………………………. 49
3.2.4. Modelo dinámico Norma Rusa SNIP 2.02.05-87 ………….. 50
3.3. Modelación de la edificación por el programa SAP2000 ………… 51
3.4. Modelación de la edificación por el programa LIRA ……………… 58
3.5. Resultados de la investigación numérica ………………………….. 63
3.6. Cálculo sísmico de edificaciones con ayuda de elementos
sólidos y considerando la interacción suelo-estructura ………….. 69
3.7. Análisis y discusión de resultados …………………………………. 74
CAPITULO 4. REPARACION Y REFORZAMIENTO ESTRUCTURAL DE EDIFICACIONES, CONSIDERANDO LA FLEXIBILIDAD DE LA BASE DE FUNDACION
4.1. Análisis del estado de edificaciones en zonas sísmicas …………. 86
4.2. Nivel racional de reforzamiento estructural en edificaciones ……. 89
CONCLUSIONES ………………………………………………………………………… 93
BIBLIOGRAFIA …………………………………………………………………………… 96
ANEXO ……………………………………………………………………………………. 105

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Sobre el Autor

CIVILARQ

La ingeniería civil es la disciplina de la ingeniería profesional que emplea conocimientos de cálculo, mecánica hidráulica y física para encargarse del diseño, construcción y mantenimiento de las infraestructuras.