Evaluación de interacción dinámica suelo estructura de edificaciones construidas en ladera (2014)
Resumen: Empleando la metodología de diseño de experimentos, se evalúa la Interacción Dinámica Suelo Estructura (IDSE) de edificaciones construidas en ladera, considerando un modelo no lineal del suelo y elastoplastico para las estructuras, en un espacio bidimensional por medio del software de elementos finitos PLAXIS 2010, donde se analiza la interacción de los factores: Contenido frecuencial del sismo(Tm), velocidad de onda de corte promedio del estrato de suelo(Vs), ángulo de inclinación de la ladera(α), periodo característico de la estructura (Te) y la posición de los edificios en el desarrollo de la ladera(Pi). Se evaluaron dos variables respuesta de los edificios construidos en ladera, la primera consistente en la relación de la cortante basal obtenida para cada edificio en ladera (VL), con su respectiva cortante basal obtenida en condiciones topográficas planas (VP), la segunda es relación del desplazamiento máximo experimentado en el techo de los edificios localizados en la ladera (dL), con su respectivo desplazamiento obtenido en condiciones topográficas planas (dP). La amenaza sísmica a nivel de roca se expresó en términos del espectro de amenaza uniforme obtenido para Medellín durante el estudio para la Microzonificación Sísmica del Área Metropolitana. Como los análisis necesitaban acelerogramas se utilizaron señales que representen sismos provenientes de las principales fuentes sismogénicas: sismo de foco cercano, intermedio y lejano, escalados de tal manera representen el contenido frecuencial dentro el espectro de amenaza uniforme (EAU). Para los suelos tres velocidades promedio de onda de cortante de los estratos de suelo, 154, 300 y 470m/s, en los taludes tres inclinaciones del ángulo de la ladera 10, 20 y 30 grados, tres edificaciones de 5, 10 y 15 niveles y cuatro posiciones de la edificación en la ladera, correspondiente a un 25%, 50%, 75% y 100% del desarrollo de estas. Algunos análisis preliminares fueron llevados a cabo para caracterizar el comportamiento de los edificios en condiciones topográficas planas y las laderas sin edificios, para poder obtener referentes de comparación en la modificación de la respuesta dinámica de las estructuras. Se destaca de los resultados una disminución en la cortante basal experimentada por las edificaciones al incrementarse la inclinación de las laderas y al disminuirse la rigidez del perfil geotécnico, pero obteniéndose paradójicamente en estas condiciones mayores desplazamientos en el techo de la estructuras, lo cual se atribuye a un efecto rotacional en la IDSE.