J. Contreras, G. Villarreal Castro
Memoria Investigaciones en Ingeniería, núm. 28 (2025). pp. 126-153
https://doi.org/10.36561/ING.28.10
ISSN 2301-1092 • ISSN (en línea) 2301-1106 – Universidad de Montevideo, Uruguay
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seismicity such as Peru. Studies carried out by Villarreal (2023), Braña, Gamón, Fundora and Martínez (2022) indicate
that the structural behavior of buildings can be modified by considering the soil-structure interaction in the structural
analysis and modeling of buildings. By incorporating the dynamic coefficients obtained with the elastic properties of
the soil stratum, it is feasible to determine if there is any significant variation in the structural behavior of the model,
in this sense the present study proposes as a research objective: to determine if the incorporation of the dynamic models
of soil structure interaction of Barkan & Savinov, Russian Standard SNIP 2.02.05-87 and Gazetas & Mylonakis
established in the NIST GCR 12-917-21 standard, can significantly modify or influence the structural behavior of the
building to be considered within the structural analysis and later in the Peruvian standard E030. The building
considered for the analysis has a structural system by shear absorbent walls (high rigidity), and the foundation is
uniform by means of a foundation slab of e=0.40 cm. Through the study of soil mechanics, the properties of the soil
were determined, categorizing the soil as S3, with an elasticity modulus Es=1150 ton/m2 and a Poisson coefficient
μ=0.30, the height of the stratum at the foundation level is 1.20 m. The building is located in a peak acceleration zone
of 0.25g. Through the analysis of the results, it was demonstrated that the structure having high rigidity does not
significantly modify its period, being the greatest variation of the period of 1.60% for the Barkan & Savinov model,
followed by the Gazetas & Mylonakis model with 1.42%. Concerning the drifts, a significant increase was observed in
the level in contact with the foundation, with an average variation of 16.56% in the most flexible XX' direction of the
building, while in the most rigid direction the increase was 10.50%. The results of the drifts were verified through a
time history analysis, considering the Lima Earthquake of October 1966 and its two components (EW-NS), verifying
that for the EW case the increase in the drift was 16.82%, while for the NS case an increase of 16.81% was obtained,
both in the XX' direction. These results led to the conclusion that there was a significant increase in lateral deformations
at the level in contact with the foundation slab, while the variation in the fundamental period and shear stresses were
not significant, largely due to the structural system of shear-absorbing walls, which have a higher rigidity than other
construction systems.
Keywords: Barkan and Savinov dynamic ISE model, Russian standard dynamic ISE model, Gazetas and Mylonakis
dynamic ISE mode
Resumo. - A análise da interação dinâmica solo-estrutura na resposta sísmica de edifícios tem sido objeto de estudo
em diversas investigações, destacando sua relevância na segurança estrutural, especialmente em contextos de alta
sismicidade, como o Peru. Estudos realizados por Villarreal (2023), Braña, Gamón, Fundora e Martínez (2022)
indicam que o comportamento estrutural de edifícios pode ser modificado considerando a interação solo-estrutura na
análise e modelagem estrutural de edifícios. Ao incorporar os coeficientes dinâmicos obtidos com as propriedades
elásticas do estrato do solo, é possível determinar se há alguma variação significativa no comportamento estrutural
do modelo, neste sentido o presente estudo propõe como objetivo de pesquisa: determinar se a incorporação dos
modelos dinâmicos de interação solo-estrutura de Barkan & Savinov, Norma Russa SNIP 2.02.05-87 e Gazetas &
Mylonakis estabelecidos na norma NIST GCR 12-917-21, podem modificar ou influenciar significativamente o
comportamento estrutural da edificação a ser considerada na análise estrutural e posteriormente na norma peruana
E030. A edificação considerada para a análise possui um sistema estrutural por paredes absorventes de cisalhamento
(alta rigidez), e a fundação é uniforme por meio de uma laje de fundação de e=0,40 cm. Por meio do estudo da
mecânica dos solos, foram determinadas as propriedades do solo, categorizando-o como S3, com módulo de
elasticidade Es=1150 ton/m2 e coeficiente de Poisson μ=0,30, a altura do estrato no nível da fundação é de 1,20 m. O
edifício está localizado em uma zona de pico de aceleração de 0,25g. Por meio da análise dos resultados, demonstrou-
se que a estrutura com alta rigidez não modifica significativamente seu período, sendo a maior variação do período
de 1,60% para o modelo de Barkan & Savinov, seguido pelo modelo de Gazetas & Mylonakis com 1,42%. Em relação
aos deslocamentos, observou-se um aumento significativo no nível em contato com a fundação, com variação média
de 16,56% na direção XX' mais flexível do edifício, enquanto na direção mais rígida o aumento foi de 10,50%. Os
resultados dos desvios foram verificados por meio de uma análise histórica temporal, considerando o Terremoto de
Lima de outubro de 1966 e suas duas componentes (EW-NS), verificando-se que para o caso EW o aumento do desvio
foi de 16,82%, enquanto para o caso NS obteve-se um aumento de 16,81%, ambos na direção XX'. Esses resultados
levaram à conclusão de que houve um aumento significativo das deformações laterais no nível em contato com a laje
de fundação, enquanto a variação do período fundamental e das tensões de cisalhamento não foram significativas, em
grande parte devido ao sistema estrutural de paredes absorvedoras de cisalhamento, que apresentam maior rigidez do
que outros sistemas construtivos.
Palavras-chave: Modelo ISE dinâmico de Barkan e Savinov, modelo ISE dinâmico padrão russo, modelo ISE dinâmico
de Gazetas e Mylonakis