Interacción Suelo-Estructura de una edificación con losa de cimentación con los modelos estáticos de Winkler y Pasternak

Resumen

Winkler y Pasternak establecieron que la interacción suelo estructura entre la base de una estructura y el suelo de cimentación, se puede idealizar como un conjunto de resortes de rigidez que se desplazan como resultado de la carga aplicada sobre su superficie (Ubani, 2022). El aporte de los modelos estáticos es la incorporación de las propiedades dinámicas del suelo mediante modelos de comportamiento elástico lineal del suelo, facilitando los procedimientos de cálculo en función a las propiedades mecánicas obtenidas del estrato del suelo de fundación.  Mediante la incorporación de los coeficientes estáticos obtenidos con las propiedades elásticas del suelo, en un modelo estructural es posible verificar si puede existir alguna variación en el comportamiento estructural del modelo (Villarreal, 2017). En este aspecto la investigación surgió con el objetivo de determinar si esas variaciones pueden ser significativas afectando el comportamiento estructural de la edificación que tiene como fundación una losa de cimentación. Se consideró para ello las propiedades del suelo obtenidas de un estudio de mecánica de suelos (EMS), mediante el cual se determinó que el suelo se categoriza como S3, con un módulo de elasticidad E_s=1150 tonf/m², coeficiente Poisson υ=0.30 y altura del estrato en la zona de estudio. La zona sísmica se determinó como una zona de aceleración con 0.25g. Los resultados se obtuvieron de la comparación del modelo con diseño sismorresistente que considera como parte de sus parámetros que el suelo de la cimentación es indeformable, y los modelos con los coeficientes de ISE de Winkler y Pasternak. Mediante los resultados se llegó a concluir que existe un incremento significativo en los esfuerzos cortantes en el nivel que se encuentra en contacto directo con la losa de cimentación, mientras que la variación en el periodo fundamental y la deformación lateral de la edificación no fue significativa, considerando en parte que la estructura es altamente rígida por su sistema estructural de muros a corte.