Diseño Sísmico de Cimentaciones : NSR-09 (Comentarios)

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1 V ENCUENTRO DE INGENIEROS DE SUELOS Y ESTRUCTURAS Escuela Colombiana de Ingeniería Julio Garavito Diseño Sísmico de Cimentaciones : NSR-09 (Comentarios) Germán Villafañe Ricci german.v@telecom.com.co Bogotá DC, 7 de mayo de 2009

2 NSR-09 Capítulo H.4 Cimentaciones Tabla H Factores de Seguridad Indirectos F SICP Mínimos Condición F SICPM Mínimo Diseño Carga Muerta + Carga Viva Normal 3.00 Carga Muerta + Carga Viva Máxima 2.50 Carga Muerta + Carga Viva Normal + Sismo de Diseño Seudo estático

3 Estabilidad sismo-geotécnica Se debe contar con una reserva para una recuperación elástica de la estructura una vez pase el sismo. NSR-98: Fs sismo? 2 q a = 0.50 q u NSR-09: Fs sismo?1.5 q a = 0.67 q u 3

4 6 5 Pizarro Cañaveralejo (2004) 4 Código CÓDIGOS T (s) 4

5 Espectros de Respuesta S a (g) Sa (g) MZS Cali-05 Ingeominas Titulo H (H.1.2.3) NSR-98 Titulo A (A.2.6) NSR-98 Proyecto MZS Cali Período (s) T (s) 5

6 NSR-09 - IESE H.4.10 DISEÑO ESTRUCTURAL DE LA CIMENTACIÓN Las presiones de contacto calculadas deben ser tales que las deformaciones diferenciales del suelo calculadas con ellas coincidan aproximadamente con las del sistema subestructura superestructura. En su cálculo se acepta suponer que el medio es elástico, y se pueden usar las soluciones analíticas existentes o métodos numéricos. La distribución de presiones de contacto podrá determinarse para las diferentes combinaciones de carga a corto y largo plazos, con base en simplificaciones e hipótesis conservadoras, o mediante análisis de interacción estática suelo-estructura (IESE). 6

7 Interacción estática suelo estructura (IESE) Paso 1. Calcular deformaciones de la estructura (D i ) y reacciones (R i ), suponiendo (k i ) elástico k i? estructura i i R i

8 IESE Paso 2. Calcular D i del suelo para las reacciones R i calculadas en 1? i suelo i suelo R i E s 1 E s 2 E s 3

9 IESE Paso 3. Corrección de los k i ki corregido = k i * ( i estructura / i suelo)

10 IESE Paso 4. Análisis estructural con k i corregido k i corregido k i corregido D i estructura R i

11 ISE Paso 5. Iteraciones Repetir el análisis geotécnico con los nuevos k i para calcular los nuevos i del suelo Corregir los k i hasta que los i estructura = i suelo Repetir el análisis estructural con los k i corregidos

12 IESE Ejercicio realizado por M. López, G. Cruz, W. Guamanzar (Univalle, 2008) 12

13 IESE Modelos Apoyos rígidos Apoyos deformables 13

14 IESE Primer piso 14

15 IESE Deformaciones de la estructura 1.0 CM CV (gravedad) Apoyos rígidos Apoyos deformables 15

16 IESE Momentos en vigas 1.05 CM CV SISMO Y Apoyos rígidos Apoyos deformables 16

17 IESE - Cargas axiales en zapatas 1.0 CM CV 17

18 Desplazamientos y derivas 18

19 Más ejercicios de IESE en: Publicación Especial ACI SP-152 (1995) Contiene 10 artículos presentados por destacados diseñadores europeos y norteamericanos, en la Convención del ACI, Spring

20 NSR-98 NSR-09 - ISE A (e) En estructuras regulares e irregulares de período T > 0.7s 2T c, en sitios que tengan un perfil de suelo S 4 D, E y F, en el análisis dinámico elástico se debe considerar el efecto de Interacción Suelo Estructura (ISE). 20

21 ISE ~ Base rígida Base flexible ~ 21

22 Casos del análisis dinámico en los que generalmente no se tienen en cuenta los efectos de ISE Período 22

23 En este caso si se deben tener en cuenta. S a (g) Sa (g) MZS Cali-05????? Titulo H (H.1.2.3) NSR-98 Titulo A (A.2.6) NSR-98 Proyecto MZS Cali ? V > ??????? Período 1.5(s) T (s) 23

24 Rehabilitación de estructuras (NSR-09 Cap H-10) Estructura aporticada flexible Estructura rehabilitada con muros de cortante N : baja M : alto 24

25 Análisis estático Área de contacto NSR-09: H ,se recomienda que el ingeniero geotecnista en conjunto con el estructural escojan una representación equivalente elastoplástica del comportamiento carga-deformación de los cimientos. 25

26 NSR-09: Capítulo H-10 FEMA (Rehabilitación) Comportamiento inelástico del suelo 26

27 Necesidad y posibilidad de considerar el comportamiento inelástico del suelo - cimiento Deslizamiento Separación y levantamiento Falla del suelo 27

28 Diferencia entre los análisis estáticos (push-over) vs dinámicos Ejemplo: Pórtico de 5 pisos sobre 4 zapatas de 3 m Análisis Estático - Push Over Gazetas,

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34 (cont.) Análisis Dinámico f = 0.5 HZ; A = 0.40 g 34

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