Interacción Suelo-Estructura en Edificios Altos – Genner Villarreal Castro | Libro PDF

Características

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Descripción

El Perú se encuentra ubicado en una zona de alta sismicidad y según la clasificación vmundial le corresponde 9 grados en la escala Mercalli Modificada. Cerca de 18 millones de peruanos viven en zonas sísmicas y están expuestos a las constantes amenazas de ocurrencias de sismos. Cabe indicar, que en investigaciones sísmicas, aún están lejos de poder resolver el peligro sísmico, el cual se incrementa y al que están expuestos cotidianamente.
Las construcciones en zonas sísmicas se incrementan a diario en nuestro país. En consecuencia, la seguridad estructural tiene un valor importante en el desarrollo nacional. La reducción de los costos, con la consecuente seguridad de las obras en zonas sísmicas es el problema central de la construcción en nuestro país. La razón fundamental en la solución de este problema es la elaboración de metodologías de cálculo sísmico de edificios altos, considerando la real interacción suelo-estructura para cimentaciones con pilotes.
La flexibilidad del suelo de fundación se refleja en los períodos, frecuencias y formas de vibración libre de las estructuras, que a su vez influyen en la magnitud de las fuerzas sísmicas.
En general, este problema se ha investigado en forma insuficiente y en consecuencia es un campo abierto para los investigadores. La consideración de la flexibilidad del suelo de fundación nos lleva a la precisión del esquema de cálculo de la edificación.

El objetivo de la presente investigación es la elaboración de una metodología de uso y aplicación de los modelos dinámicos para cimentación con pilotes, considerando la flexibilidad y las propiedades inerciales de los suelos, para el cálculo de edificios altos ante la acción
sísmica.
Partiendo del objetivo planteado, se resolvieron los siguientes problemas:
1. Análisis de los esquemas de cálculo de edificios, donde se consideró la flexibilidad del suelo de fundación.
2. Análisis y elección de los modelos de cálculo para cimentación con pilotes, donde se describen su flexibilidad y propiedades inerciales de los suelos.
3. Elaboración de metodología de modelación de edificio alto con cimentación con pilotes, ante la acción sísmica en condiciones reales del Perú y con el uso del programa SAP2000.
4. Ejecución de los cálculos para los diferentes esquemas de interacción sísmica suelo-pilote-superestructura, de acuerdo a la norma peruana y bajo la acción de acelerogramas reales.
5. Comparación de los resultados obtenidos y en base a ello, la elaboración de las recomendaciones para el cálculo sísmico del edificio investigado, donde se consideró la flexibilidad de la base de la cimentación con pilotes.

Tabla De Contenido

INTRODUCCION ……………………………………………………………….…………. 06
CAPITULO 1. ESTADO ACTUAL DEL PROBLEMA DE INVESTIGACION
1.1. Modelos dinámicos de interacción suelo-estructura
y trabajo espacial de las construcciones………………………………09
1.2. Cálculo sísmico de edificaciones, considerando la
flexibilidad del suelo de fundación.………….………………………… 18
1.3. Peligro sísmico en el Perú…………….…………………………..…… 25
CAPITULO 2. CONSIDERACION DE LA FLEXIBILIDAD DEL SUELO DE
FUNDACION EN EL CALCULO SISMICO DE EDIFICIOS
2.1. Uso de la cimentación con pilotes para edificaciones en zonas
sísmicas…………………………………………………….……….……. 29
2.2. Modelos dinámicos para cimentación con pilotes………….……….. 31
2.3. Modelo dinámico por la Norma Rusa SNIP 2.02.05-87………….…. 36
2.4. Modelo V.A. Ilichev-Yu.V. Mongolov-V.M. Shaevich………………….. 41
CAPITULO 3. CALCULO DE EDIFICIOS ALTOS, CONSIDERANDO LA
INTERACCION SISMICA SUELO-ESTRUCTURA PARA
CIMENTACION CON PILOTES
3.1. Objeto de investigación………..……………………………………….. 47
3.2. Cálculo de coeficientes de rigidez……………………………..……… 53
3.2.1. Modelo Norma Rusa SNIP 2.02.05-87………………………… 53
3.2.2. Modelo V.A. Ilichev-Yu.V. Mongolov-V.M. Shaevich………… 55
3.3. Metodología de modelación del edificio por el SAP2000…………… 56
3.4. Resultados de la investigación numérica…………………………….. 67
CAPITULO 4. ANALISIS COMPARATIVO Y DISCUSION DE
RESULTADOS
4.1. Análisis comparativo…..…………………………………………..…….. 74
4.1.1. Comparación Modelo Ilichev / Modelo común………………… 77
4.1.2. Comparación Modelo Norma Rusa / Modelo común………… 78
4.1.3. Comparación Modelo Norma Rusa / Modelo Ilichev…………… 79
4.1.4. Comparación Modelo Norma Rusa (con disipación de
energía)/Modelo Norma Rusa (sin disipación de energía)…… 80
4.2. Formas de vibración………..………………………………………………. 83
4.3. Discusión de resultados………………………………………………..… 90
Conclusiones…………………………………………………………….…………………. 101
Bibliografía……………………………………………………………………………….…. 104
Anexo..……………………………………………………………………………………… 112

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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.