Cimentaciones Para Cargas Sismicas

CIMENTACIONES PARA CARGAS SISMICAS

Resumen

El Diseño de cimentaciones en áreas propensas a terremotos necesita consideraciones especiales. Las cimentaciones superficiales pueden experimentar una reducción en su capacidad portante e incrementar su asentamiento e inclinación debido a la carga sísmica. La reducción en la capacidad portante dependerá de la naturaleza y tipo de suelo, y losparámetros de aceleración del terreno. En el caso de los pilotes, el comportamiento del suelo-pilote bajo la carga ocasionada por un terremoto es generalmente no lineal. La no linealidad debe ser tomada en cuenta definiendo la rigidez del sistema suelo-pilote en términos del modulo de esfuerzo del suelo. Varios aspectos del comportamiento y diseño de las cimentaciones superficiales y grupos de pilotessujetos a terremotos se han investigado profundamente.

Introducción

Las estructuras sujetas a terremotos podrían apoyarse sobre cimentaciones superficiales o sobre pilotes. La cimentación debe ser segura para las usuales cargas estáticas así como para las cargas dinámicas impuestas por los terremotos y por lo tanto el diseño de cualquier tipo de cimentación necesita consideracionesespeciales comparadas a un caso estático. Las cimentaciones superficiales en áreas sísmicas son comúnmente diseñadas por el equivalente estático aproximado. Las observaciones durante el terremoto de Michoacan-Guerero en 1985 (Pecker,1996) y el terremoto de Kocaeli en 1999, han demostrado que la presión estática inicial y la excentricidad de la carga tienen un efecto pronunciado en el comportamiento sísmicode las cimentaciones. La resistencia del suelo puede experimentar atenuación bajo la carga sísmica dependiendo del tipo del suelo. La acumulación de poropresión y las condiciones de drenaje pueden dar lugar a la disminución en la resistencia y un incremento en el asentamiento. La mayoría de las fallas en las cimentaciones se deben a que el terremoto ocurrió debido al incremento en elasentamiento. Sin embargo, la falla debido a la reducción de la capacidad portante también se ha observado durante el terremoto de Niigata (1964) en Japón y el terremoto de Izmit (1999) en Turquía (Day, 2002). Prasad et al (2004) hizo una investigación experimental de la capacidad portante sísmica de la arena. Un método practico tomado en cuenta para la reducción en la capacidad portante debido a la carga delterremoto fue presentado por Richard et al, (1993). El asentamiento y la inclinación de la cimentación deben también considerarse.
Para el análisis y diseño de pilotes en grupo bajo cargas sísmicas, una simple aproximación que se toma en cuenta para el comportamiento no lineal del sistema suelo-pilote bajo cargas dinámicas y factores de eficiencia en grupo son representados en este trabajo. Enesta aproximación el modulo de esfuerzo del suelo es usado para definir la rigidez del sistema suelo-pilote y el amortiguamiento para la energía emitida por las ondas sísmicas.

Cimentaciones Superficiales

La respuesta de la base a las cargas dinámicas es afectada por (1) la naturaleza y magnitud de las cargas dinámicas, (2) número de pulsos y (3) la respuesta del grado de resistencia desuelo. Las cimentaciones superficiales para cargas sísmicas son usualmente diseñadas por el equivalente estático aproximado. Las cimentaciones son consideradas excéntricamente cargadas y la capacidad portante última se estima por consiguiente. Para explicar el efecto de la naturaleza dinámica de la carga, los factores de capacidad portante son determinados usando el ángulo dinámico de fricción interna,que toma el valor de 2 grados menor a su valor estático (Das, 1992). El asentamiento y la inclinación de la cimentación puede ser obtenida usando el método propuesto por Prakash (1981). El código de construcción tal como el código internacional de edificaciones (2006) generalmente permiten un incremento del 33% en la capacidad portante cuando las cargas producidas por el terremoto se adicionan...