The present investigation revealed this new structural analysis scheme that takes into account the flexibility of the foundation soil. When Ecuador is located in an area with a high seismic risk, it is convenient to estimate a more complete analysis, which guarantees that the response of the building is minimal before any phenomenon.
INTRODUCCIÓN
OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
MARCO TEÓRICO DE LA INVESTIGACIÓN
SUELO
CLASIFICACIÓN DE SUELOS EN INGENIERÍA
- Características generales de las tipologías de suelo
- Rocas
- Canto Rodado
- Gravas
- Arenas
- Limos
- Loess
- Arcillas
- Suelos Orgánicos
- Suelos de relleno
Habitualmente en la masa de suelos limosos están presentes partículas de arcilla que le confieren cierta cohesión. 8 En a), los suelos no son aptos para fines de ingeniería, debido a la presencia de materia orgánica en descomposición, generalmente en aguas estancadas.
PROCESO DE CLASIFICACIÓN DE SUELOS
- Clasificación de Suelos utilizando el sistema ASTM
- Clasificación de Suelos utilizando el sistema ASSTHO
La mecánica de suelos se basa en experimentos que nos proporcionan pruebas y procedimientos para determinar las diversas propiedades físicas y mecánicas de un suelo. En la tabla de clasificación de este sistema se suele utilizar el índice de grupo para clasificar dentro de cada grupo.
CIMENTACIONES O FUNDACIONES ESTRUCTURALES
- Clasificación de las cimentaciones
- Cimentación Superficial
- Zapatas Aisladas
- Zapatas Corridas
- Losa de Cimentación
- Cimentación Profunda
Una cimentación poco profunda es un tipo de cimentación en la que la cimentación se encuentra inmediatamente debajo de la parte más baja de la estructura. 16 En esta cimentación, las cargas totales de la estructura se distribuyen sobre un área horizontal a poca profundidad bajo el nivel del suelo.
INTERACCIÓN SUELO – ESTRUCTURA
- Modelación matemática
- Efectos de la Interacción Suelo-Estructura
A su vez, la respuesta de la estructura provoca deformaciones en el suelo que la soporta. La humectación de los cimientos es el resultado de los movimientos de los cimientos y del suelo de soporte.
BASE TEÓRICA DE LOS MODELOS A UTILIZAR PARA LA
- Modelo FEMA
- Modelo ASCE
- Modelo BARKAN
Un modelo simplificado es un sistema de un solo grado de libertad que equivale a una estructura de múltiples grados de libertad. Resumen de ecuaciones Modelo de interacción suelo-estructura - ASCE Grados de libertad Rigidez de cimentación en superficie. Factor de rigidez dinámica, que tiene en cuenta las vibraciones de la estructura. Coeficiente de grados de libertad 𝜶.
Savinov es teórico-experimental, basado en la interacción entre fundamento y fundamento en forma de un proceso establecido de vibraciones forzadas. 10 𝐼 = Momento de inercia de la base de cimentación con respecto al eje principal perpendicular al plano de vibración. Las principales deficiencias de este modelo son que no describe la dependencia de los coeficientes 𝐶𝑧, 𝐶𝑥, 𝐶, con las dimensiones de la base.
La forma final de determinar los coeficientes de compresión y desplazamiento de la base en el modelo D.D.
MATERIALES Y MÉTODOS
DESCRIPCIÓN DE LA ESTRUCTURA
40 Para el diseño de la estructura de hormigón armado se considerarán vigas inclinadas, así como losas alumbradas que se refuercen en una o dos direcciones según lo indiquen los cálculos. En cuanto a los materiales, se utilizará un hormigón con resistencia a presión simple a 28 días de 280 kg/cm2 y acero de refuerzo con un límite elástico de 4200 kg/cm2.
CÁLCULOS PRELIMINARES
- Alabeo
- Esbeltez
OBJETIVO N°1. REALIZAR EL PREDIMENSIONAMIENTO DE
- Predimensionamiento de la losa de entrepiso
- Predimensionamiento de Loseta
- Inercia T, los nervios son considerados vigas T
- Altura equivalente
- Prediseño De Viga
- Predimensionamiento de Columna
Porque las dimensiones de los lienzos son las mismas en todos los aspectos; El diseño será bidireccional. Para determinar el espesor mínimo de una placa aligerada reforzada en dos direcciones, primero se calcula el espesor mínimo para una placa maciza reforzada en dos direcciones y luego se determina dicho espesor mediante una ecuación de inercias. A continuación encontrará una tabla general de las dimensiones de las columnas, sabiendo que la terraza 1 es la misma que la terraza 4; y 2 es igual a la terraza 3.
DETERMINACIÓN DE CARGAS VERTICALES
Como se puede observar en el cuadro No. 34; Para contabilizar la sobrecarga muerta según el tipo de material se utiliza el valor de CM = 0,215 Ton/m2 para todos los niveles excepto el último que solo toma en cuenta CM (techo). En términos de sobrecarga viva según la Tabla 8 del NEC-15, el valor para edificios residenciales es de 2,00 Kn/m2, es decir, 0,200 Ton/m2.
DETERMINACIÓN DE FUERZAS HORIZONTALES
- Método Estático
- Método Dinámico
- Combinaciones de carga
Dado que el periodo de la estructura está entre 0,5 y 2,5, se obtiene la segunda ecuación de k, según norma. Para este método es apropiado definir el espectro elástico en aceleraciones como se muestra en la sección de riesgo sísmico en la sección 3.3.1. El espectro inelástico resulta de dividir el factor de reducción de la resistencia sísmica por el espectro elástico, tomando ordenadas pequeñas.
OBJETIVO Nº2. EFECTUAR LA MODELACIÓN DEL EDIFICIO,
- Antecedentes
- Creación del modelo estructural
- Definición de materiales
- Definición de secciones
- Definición de cargas
- Asignación del Espectro Sísmico de Diseño
- Definición de los casos del espectro sísmico de diseño
Para la determinación de la rigidez y los coeficientes a utilizar para este modelo se hace referencia a las fórmulas de la Tabla No. 5. La Tabla No. 56 presenta los valores de los períodos de vibración de la estructura para los tres modelos, los cuales se obtuvieron de ETABS. 104 El Cuadro No. 57 resume el incremento en los períodos fundamentales de los tres modelos de interacción suelo-estructura en relación al de la base sólida.
En el Cuadro No. 59 se presentan las variaciones en el incremento de los valores de los desplazamientos máximos dados en el nivel 18+0.00 de cada análisis respecto al de la base fija. Al considerar la flexibilidad de la base de cimentación respecto al análisis convencional, en casi todos los modelos se puede notar un aumento en los valores de los esfuerzos internos, tanto de cortantes como de momentos, así como en las vigas, en la columna. . Como se puede observar en las columnas, no existe variación en ninguno de los modelos respecto al modelo de base rígida.
En cuanto a las vigas, como se puede observar; Existe variación en todos los modelos respecto a la base fija. El momento de vuelco de la estructura en el análisis de la interacción suelo-estructura aumenta en el modelo BARKAN al 17% respecto al análisis de la base fija, esto se debe a que la interacción suelo-estructura tiene en cuenta el. Análisis sísmico de un edificio de doce pisos en la ciudad de Manta considerando la interacción suelo estructura.
DISEÑO DE LAS ZAPATAS
ANÁLISIS Y DISEÑO CONSIDERANDO LA INTERACCIÓN SUELO-
- Modelo FEMA
- Modelo ASCE
- Modelo BARKAN
De la Tabla No. 36 se selecciona el valor de la aceleración espectral, el cual es el resultado del producto del factor de zona Z * factor de ubicación Fa * amplitud espectral. Este valor se interpola en la tabla N° 44 según la tipología de suelo, para encontrar el valor de reducción de G/G0. Notas: SDS es el parámetro de aceleración para la respuesta espectral de período corto definida en ASCE/SEI 7-10; utilice interpolación lineal para valores intermedios de SDS/2.5.
A continuación se detalla el cálculo de cada rigidez para un tipo de cimentación. En esta ocasión se utiliza la cimentación central, mientras que para el resto se sigue el mismo cálculo. Como en el modelo anterior de Interacción Suelo – Estructura; Los valores iniciales de rigidez deben multiplicarse por cada coeficiente correspondiente. I= Momento de inercia de la base de cimentación respecto del eje principal, perpendicular al plano de vibración.
OBJETIVO Nº3. MODELAR LA EDIFICACIÓN CON LA INTERACCIÓN
- Definición y Asignación de las zapatas
- Asignación de los coeficientes de rigidez
- Asignación de los resortes en las zapatas
Sabiendo que las cimentaciones se pueden modelar como elementos Shell, se procede a colocar su espesor para cada tipo, el cual según la Tabla 40 se anuncia como Zap. Antes de asignar coeficientes de rigidez y masa es necesario definir las características de los muelles y según cada tipo de zapato se asignarán en cada modelo y eliminarán las incrustaciones en el zapato. Para cada tipo de pie se crea una propiedad que identifica las rigideces que posee cada uno.
Este paso se realiza para todos los modelos y se puede consultar en las tablas resumen de metodologías de interacción suelo-estructura. A cada tipo de zapato se le asigna un muelle correspondiente, el cual se define en el apartado 4.9.1.; La eliminación de cualquier tipo de restricción deberá ser confirmada previamente a la cesión. Para el modelo BARKAN es necesario determinar las masas de las cimentaciones, las cuales se describen en la tabla No. 41.
ANÁLISIS Y RESULTADOS
OBJETIVO Nº4. COMPARAR LOS RESULTADOS DE LOS MODELOS
- Períodos de vibración
- Desplazamientos
- Derivas
- Masas Participativas
- Momento de volcamiento
- Cortante Máximo
- Fuerzas Internas
- Deformada en losa
- Cuantías
El modelo más flexible es FEMA con un aumento del 50% en relación a la edificación de base fija. En la parte superior se muestran los valores en cm y debajo el porcentaje de crecimiento respecto a la base fija. De los modelos presentados, el modelo FEMA es más flexible en comparación con la base fija porque tiene menos rigidez en comparación con los otros métodos, lo que hace que la estructura ceda un poco más.
La mayor participación de masas se da en el primer y segundo modo de vibración, considerando el modo de vibración N°1, en los modelos FEMA y BARKAN su participación es mayor en un 83% respecto al modelo empotrado o de base fija, que tiene un modal. participación del 78%, que junto con el modelo BARKAN tiene el valor más bajo de participación masiva. Resumen de la comparación de momentos de vuelco entre modelos con la Tierra - interacción estructura vs. base fija. 115 Como se puede observar en todos los modelos de interacción suelo-estructura, hay un aumento en los momentos de vuelco respecto al modelo de base fija, estos momentos se desarrollan en la base de la estructura, lo que puede dar una torsión debido a una fuerza externa que puede generar solicitudes de empuje.
Representación de la variación porcentual de modelos con interacción suelo-estructura frente a la base fija.
CONCLUSIONES
127 empuje del suelo es relativamente consistente con la estructura ya que es causado por una fuerza externa que causa la rotación en la base de la base. Las deformaciones en la losa ocurren en el quinto nivel y representan un aumento significativo en los modelos representados por la interacción suelo-estructura, debido a la flexibilidad que los resortes brindan a la estructura con este método; Permiten que la losa funcione según el evento sísmico. La diferencia de costos según la implementación de la construcción en función de la interacción con la estructura del suelo; Entre los modelos, es mínima, pues es una inversión corta que protege la instalación; permitiéndole así elegir una respuesta adecuada ante eventos sísmicos.
RECOMENDACIONES
BIBLIOGRAFÍA
Identificación de las características físico-mecánicas del suelo, Parrales Y Guale - ciudadela Jipijapa, para cimentaciones de edificaciones de baja categoría. 34;Análisis sísmico comparativo de un edificio de media altura considerando el sistema de base fija versus el ISE.
