Interação solo-estrutura de uma edificação com laje de fundação utilizando os modelos dinâmicos de Barkan e Savinov, Norma Russa SNIP 2.02.05-87 e Gazetas e Mylonakis

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.