Publicación: Validación del análisis sismorresistente de edificios sometidos a empuje de suelos.
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Resumen en español
RESUMEN En este trabajo se pretende determinar si los análisis estructurales empleados actualmente y exigidos por la Norma Sismo Resistente de 1998, corresponde a un correcto análisis para los edificios ubicados en laderas, en donde se presenten empujes de suelos en la estructura. Para esto se hace un recuento teórico de los diferentes métodos y procesos de diseño, partiendo de los métodos de diseño sismorresistente hacia las dos filosofías de diseño; enfatizando en la filosofía preceptiva, y pasando a una clasificación de los análisis sismorresistente en donde se establecen dos metodologías: en condiciones estáticas y dinámicas. A continuación se establecen los métodos de modelación con los que se puede realizar el análisis sismorresistente, haciendo énfasis en los modelos de empotramiento perfecto, los cuales son más simples y tradicionalmente empleados, y los modelos de interacción suelo estructura, que son métodos que, a pesar de ser más complejos, generan resultados más reales. Por último se explican los efectos producidos por un sismo en el suelo donde se profundiza en los empujes de suelo producidos por las condiciones iniciales de reposo y las producidas por el incremento de presiones del suelo por efecto sísmico. Teniendo claro los conceptos explicados dentro del marco teórico se realizan unas entrevistas donde se busca recopilar información sobre los métodos de análisis empleados y características de los tipos de construcción que se presentan actualmente en la ciudad de Medellín. Con la información obtenida y mediante la observación de obras construidas, se planteó y calibró un modelo matemático general (que represente lo mas cercanamente una situación probable de diseño). Teniendo construido el modelo se plantearon tres métodos de análisis: considerando el apoyo empotrado, con el apoyo empotrado más el apoyo del talud, y, por último, con el apoyo en fundaciones de pilas profundas más el apoyo del talud. Para cada análisis se establecieron tres situaciones de carga: en la primera se considera la carga muerta más la carga sísmica, en la segunda la carga muerta más la carga sísmica más el empuje estático de suelo, y en la tercera la carga muerta más la carga sísmica más el empuje estático de suelo y el incremento de presión del suelo por el efecto sísmico. Finalmente, de los análisis se obtiene que los empujes de suelos se deben considerar en el análisis sismorresistente, ya que sus efectos afectan considerablemente a gran parte de la estructura no solo en magnitudes sino que además en el comportamiento mismo de los elementos.
Resumen en inglés
ABSTRACT The object of this work was to determine if the structural analysis currently used and demanded by the Norma Sismo Resistente de 1998 (Seismic Resistant Code of 1998), correspond to a correct analysis for buildings built in high hills, where a soil pressure is applied to the structure. In order to do this, a research about the different methods and design procedures was carried out. Starting from the seismic resistant design methods through the design philosophies; emphasizing on the perceptive philosophy, and passing to the classification of seismic analysis were are established two methodologies: in static conditions and dynamics conditions. Next is established a model with different kinds of supports, in which the seismic analysis are made; models of perfect rigid foundation base (simple and traditionally used) and models of soil interaction in spite of being more complex, provide more realistic results. At the end there is an explanation of the effect produced by an earthquake on the soil, with a detailed explanation of the soil pressure produce by the initial condition and the ones produce by soil pressure increment effect of an earthquake. Having the concepts clear in the first part, some interviews to structural engineers are made where the purpose is to gather information of the analysis methods and construction characteristics used in the city of Medellin. With this information and through the observation of constructed buildings, a general mathematical model is made (that represents in most part a probable situation of design). Next three analyses methods are planned for the model: considering a perfect rigid foundation base, a perfect rigid foundation base plus the support of slope soil, and a foundation of deep piles plus the support of slope soil. For each analysis there are three load combinations: first, considering the dead loads and a seismic load; second the dead load, the seismic load and the static soil pressure; and third, the dead load, the seismic load and the static soil pressure and the soil pressure increment caused by the seismic effect. Finally, from the analysis it is obtained that the pressure exerted by soil should be considered in the seismic analysis because the frame responses are affected through almost all the structure, not only in magnitudes but also in the behavior of the frame elements.