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1/55

INTERACCION SUELO-

ESTRUCTURA ENEDIFICACIONES CON

ZAPATAS AISLADASDr. GENNER VILLARREAL CASTROPROFESOR PRINCIPAL UPC, USMP y UPAOPREMIO NACIONAL ANR 2006, 2007, 2008

UNIVERSIDAD NACIONAL SANTIAGO ANTUNEZ DE MAYOLOESCUELA DE POSTGRADO

MAESTRIA EN CIENCIAS E INGENIERIAMENCIN INGENIERIA ESTRUCTURAL

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2/55

PRINCIPALES AREAS DEINVESTIGACION SISMICA

METODOSESTADISTICOS(PROBABILISTICOS)

sismos son procesoseventuales noestacionarios

INTERACCION SUELO-

ESTRUCTURA contacto dinmico entrela base y la estructura

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3/55

NO-LINEALIDADGEOMETRICA Y FISICA diagramas no-linealesdesplazamiento-deformacin (geomtrica)y esfuerzo-deformacin(fsica)

TRABAJO ESPACIAL YMULTIPLES

COMPONENTES DEACCION SISMICA

i Mdulo Tangencial de Paso

i

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4/55

DAOS EN EDIFICACIONES CON Y SIN AISLAMIENTOSISMICO

Base aisladaBase

empotrada

junta ssmica

7/24/2019 msa 3.pdf

5/55

ENSAYO DE AISLADOR CILINDRICO

7/24/2019 msa 3.pdf

6/55

EFECTO DEL AISLAMIENTO EN LAS DEMANDASSISMICAS DE RESISTENCIA

Acele

racine

spectral

(g)

0.4

0.6

0.8

0.2

0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0

Periodo (seg)

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7/55

Edificaciones con aislamiento y amortiguacinssmica

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8/55

MODELOS DINAMICOS DEINTERACCION SUELO-ESTRUCTURA

1m

m2

mn

X

X

..

..

20

10

Pndulo invertido

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9/55

Rayanna B., Munirudrappa N. (India)

1m

mn

mk

D

K

x

x

D K

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10/55

Kobori T. y otros (Japn)

m1

2m

m3

7/24/2019 msa 3.pdf

11/55

Onen Y.H., Tomas M.S. (Turqua)

km

4m

1m

5m

2m

6m

3m

mn

..X (t) (t + t )X..

1 2..X (t + t )

7/24/2019 msa 3.pdf

12/55

Birulia D.N. (Rusia)

men

ekm

e2m

e1m s3m s4ms2ms1m

s5m s6m s7m s8m s9m

7/24/2019 msa 3.pdf

13/55

Ukleba D.K. (Uzbekistn)

k

mnk

2

22nkm

kj

jm

2knk

nkk2

2k

m00k

7/24/2019 msa 3.pdf

14/55

Palamaru G., Cosmulescu P. (Rumana)

1m

mo

sm

xC

Kx

zK

Cz

Cs

sK

7/24/2019 msa 3.pdf

15/55

Nikolaenko N.A., Nazarov Yu.P. (Rusia)

2x

x1

x3

X2

X3

X1

c

0

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16/55

Girscopo vertical libre o sistema vertical decuerpos slidos unidos elsticamente

7/24/2019 msa 3.pdf

17/55

Sistema vertical de dos cuerpos slidos conconexiones elsticas

m2

k2

b2

1b1k

1m

k21

b21

22b22k

7/24/2019 msa 3.pdf

18/55

Ilichev V.A. (Rusia) Semiespacio elsticohomogneo e istropo

2 2

1 1b

bk

k

b

k

J

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19/55

MODELO DINAMICO DE INTERACCIONSISMICA SUELO-ZAPATA AISLADA-

SUPERESTRUCTURA

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20/55

COEFICIENTES DE RIGIDEZ

1. MODELO D.D. BARKAN O.A. SAVINOV

ACK zz

ACK xx

ICK

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21/55

00

..

)(21

A

baCC

z

0

0 ..

)(21

A

baDCx

0

0 ..

)3(21

A

baCC

7/24/2019 msa 3.pdf

22/55

2. MODELO V.A. ILICHEV

1.0)(

z

tgEEZ

21

21.

KK

KKK

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23/55

VIBRACIONES ROTACIONALES

322 ... akCK

42 ... abCB

maM .. 5

7/24/2019 msa 3.pdf

24/55

VIBRACIONES HORIZONTALES (VERTICALES)

akCK ZXZX ... )(2

2)(

2)(2)( ... abCB ZXZX

)(

3

)( .. ZXZX maM

7/24/2019 msa 3.pdf

25/55

3. MODELO A.E. SARGSIAN

)87.(

...1.8,28 222

ACKx

A

ICK

).1.(

...52,8 22

221

1.

..

ACKz

7/24/2019 msa 3.pdf

26/55

).21).(1(

).1(21

EC

).1.(2

2

2

E

C

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27/55

4. MODELO NORMA RUSA SNIP 2.02.05-87

ACK zz

ACK xx

ICK

ICK

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28/55

zx CC 7,0

A

A

EbCz10

0 1

zCC 2

zCC

7/24/2019 msa 3.pdf

29/55

mzz pC

E6

zx 6,0

z 5,0

z 3,0

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30/55

CALCULO DE EDIFICACION DE 5 PISOS,CONSIDERANDO LA INTERACCION SUELO-

ESTRUCTURA

400

600

5000

5000

5000

5000

6000 6000

1 1

7/24/2019 msa 3.pdf

31/55

150

250

400

500

500

500

500

320

180

1000 3

500

3500

350

0

3500

3500

7/24/2019 msa 3.pdf

32/55

21-25116-120 121-125

46-5071-75

141-145 161-165 181-185

16-20106-110 111-115

66-7041-45

136-140 156-160 176-180

11-15 36-40

96-100 101-105

61-65

131-135 151-155 171-175

6-10

31-35

86-90 91-95

56-60

126-130 146-150 166-170

1-5 76-80

26-30

81-85

51-55

y

x

CM(P1-P5)

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33/55

Edificacin sin interaccin suelo-estructura

7/24/2019 msa 3.pdf

34/55

Edificacin con interaccin suelo-estructura

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35/55

NORMA PERUANA E030-2003

NModelo

dinmico

Perodo de vibracin por la forma (s)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

1 Comn 0,787 0,747 0,569 0,255 0,237 0,183 0,149 0,131 0,107 0,103 0,087 0,085

2 Barkan 0,843 0,819 0,618 0,266 0,253 0,193 0,152 0,136 0,108 0,107 0,087 0,087

3 Ilichev 1,024 1,008 0,735 0,292 0,284 0,210 0,156 0,142 0,111 0,109 0,089 0,088

4 Sargsian 1,023 1,006 0,742 0,291 0,284 0,211 0,156 0,143 0,111 0,109 0,089 0,088

5 Norma Rusa 0,872 0,852 0,640 0,271 0,260 0,198 0,153 0,138 0,109 0,108 0,088 0,087

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Formas de vibracin

Perodosde

vibracin(s)

Comn Barkan Ilichev Sargsian Norma Rusa

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36/55

N

Modelo

dinmico

Desplazamientomximo (mm)

FUERZAS INTERNAS

Xmx YmxNmx(T)

Vmx(T)

Mmx(T.m)

Mt,mx(T.m)

1 Comn1,38(P.5)

12,04(P.5)

10,20(21)

4,23(56,66)

10,69(56,66)

0,19(varios)

2 Barkan1,59(P.5)

12,68(P.5)

9,42(1)

4,02(56,66)

10,55(56,66)

0,19(varios)

3 Ilichev1,77(P.5)

14,94(P.5)

7,67(1)

3,51(61)

10,15(56,66)

0,19(varios)

4 Sargsian1,72(P.5)

14,83(P.5)

7,81(1)

3,58(61)

10,16(56,66)

0,19(varios)

5 Norma Rusa1,65(P.5)

13,03(P.5)

9,11(1)

3,92(56,66)

10,46(56,66)

0,19(varios)

NORMA PERUANA E030-2003 (=00)

7/24/2019 msa 3.pdf

37/55

0

2

4

6

8

10

1214

16

0 45 90

Angulo de inclinacin del sismo

Desplaz

amientoenele

je

OY(mm)


DESPLAZAMIENTO MAXIMO DEL CENTRO DE MASAS (50PISO)

7/24/2019 msa 3.pdf

38/55

0

2

4

6

8

10

12

14

0 45 90


Fuerzaaxial(T)


7/24/2019 msa 3.pdf

39/55

0

2

4

6

8

10

12

14

1618

0 45 90


Momentoflector(T.m

)


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40/55

7/24/2019 msa 3.pdf

41/55

N Modelo dinmico


FUERZAS INTERNAS

Xmx YmxNmx(T)

Vmx(T)

Mmx(T.m)

Mt,mx(T.m)

1 Comn2,43(P.5)

17,41(P.5)

21,30(21)

11,19(56)

25,54(56)

0,36(varios)

2 Barkan2,52(P.5)

17,79(P.5)

20,51(1)

10,54(56)

21,28(56)

0,35(varios)

3Ilichev

(sin disipacin)3,55(P.5)

23,97(P.5)

15,55(1)

7,38(61)

15,01(56)

0,33(varios)

4Ilichev

(con disipacin)3,36(P.5)

23,13(P.5)

15,86(1)

7,49(61)

15,42(56)

0,33(varios)

5 Sargsian

3,29

(P.5)

22,73

(P.5)

16,02

(1)

7,65

(61)

15,64

(56)

0,34

(varios)

6Norma Rusa

(sin disipacin)2,68(P.5)

18,59(P.5)

19,08(1)

9,60(56)

19,63(56)

0,35(varios)

7Norma Rusa

(con disipacin)2,66(P.5)

18,19(P.5)

19,49(1)

9,89(56)

20,47(56)

0,35(varios)

ACELEROGRAMA DE LIMA

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42/55

PROGRAMA LIRA v. 9.0

7/24/2019 msa 3.pdf

43/55

5 7

19

63

2

8

410

Z

Y

X

l

EAK altraslacion

l

EIKrotacional

3

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44/55

N Modelo dinmico


FUERZAS INTERNAS

Xmx YmxNmx(T)

Vmx(T)

Mmx(T.m)

Mt,mx(T.m)

1 Comn1,59(P.5)

14,14(P.5)

18,14(21)

7,47(56,66)

19,97(56,66)

0,23(varios)

2 Barkan1,78(P.5)

15,47(P.5)

17,85(1)

6,80(56,66)

18,79(56,66)

0,23(varios)

3 Ilichev2,45(P.5)

20,45(P.5)

15,05(1)

5,00(61)

14,04(56,66)

0,23(varios)

4 Sargsian2,36(P.5)

19,82(P.5)

15,22(1)

5,22(61)

14,42(56,66)

0,23(varios)

5 Norma Rusa1,89(P.5)

16,29(P.5)

17,52(1)

6,58(56,66)

18,57(56,66)

0,23(varios)

NORMA RUSA SNIP II-7-81*

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45/55

0

5

10

15

20

25


Modelos dinmicos

Desplazamientoenel

eje

OY(mm)

Norma Peruana E030-2003 Norma Rusa SNIP II-7-81*Acelerograma de Lima Acelerograma de Moyobamba

DESPLAZAMIENTO MAXIMO DEL CENTRO DE MASAS (50PISO)

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46/55

0

5

10

15

20

25


Modelos dinmicos

N(T)

Norma Peruana E030-2003 Norma Rusa SNIP II-7-81*

Acelerograma de Lima Acelerograma de Moyobamba

7/24/2019 msa 3.pdf

47/55

0

5

10

15

20

2530


Modelos dinmicos

M(

T.m

)

Norma Peruana E030-2003 Norma Rusa SNIP II-7-81*

Acelerograma de Lima Acelerograma de Moyobamba

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48/55

17500

7/24/2019 msa 3.pdf

49/55

14000

10500

7000

3500

-1000

11249 21926 32603 43281 53958 Misses

EDIFICACION SIN INTERACCION SUELO-ESTRUCTURA

17500

7/24/2019 msa 3.pdf

50/55

Misses410343294324862167618670

-1000

3500

7000

10500

14000

EDIFICACION POR EL MODELO D.D. BARKAN O.A. SAVINOV

17500

7/24/2019 msa 3.pdf

51/55

14000

10500

7000

3500

-1000

7272 13978 20684 27390 34096 Misses

EDIFICACION POR EL MODELO V.A. ILICHEV

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52/55

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53/55

El mayor efectode flexibilidad de la base defundacin se da en el modelo ILICHEV

* El menor efectode flexibilidad de la base de

fundacin se da por el modelo BARKAN

* Para el clculo estructural se debe exigir elANALISIS TIEMPO-HISTORIA, siendo el

ANALISIS ESPECTRAL referencial.

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54/55

* El efecto de flexibilidad de la base defundacinser muy notorio en edificiosrgidos con suelo blando* Se debe de incorporar en la NormaPeruana el efecto deINTERACCIONSUELO-ESTRUCTURA

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55/55

MUCHAS GRACIAS!

genner vc@hotmai l .com

Documents

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