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Evaluación de metodologías de interacción suelo – estructura aplicadas a la acción simultánea de estructuras adyacentes para cimiento superficial

Para cimientos superficiales, el análisis y diseño ha estado tradicionalmente ligado al uso de metodologías simplificadas, que aceptan la hipótesis de la variación de esfuerzos en el suelo, como comportamiento lineal elástico, asumiendo el cimiento como “rígido”, lo cual idealiza ambos medios; sin embargo, las presiones de contacto, dependen de diversos factores, los cuales son: El grado de rigidez de la fundación, la forma o disposición de la fundación, el tipo de suelo y la distribución de cargas aplicadas; cuando se consideran cimientos que, por factores externos relacionados a la ubicación del sitio, se tienen estructuras adyacentes con cercanía en líneas de lindero, pueden generar incremento en los esfuerzos, dando lugar a deformaciones. Para considerar la interacción suelo – estructura, se encuentra la metodología por el módulo de reacción del terreno o coeficiente de balasto, en el cual se involucra la respuesta del suelo, siendo simulado como una “cama de resorte”, el cual se fundamenta en el modelo de Winkler et al (1867), siendo usado por la ingeniería estructural, para el diseño de cimentaciones superficiales; como segundo mecanismo, se encuentra la modelación mediante elementos finitos, que permite incluir el comportamiento no elástico del suelo, bajo la modelación de una porción de suelo considerable bajo la cimentación planteada. En el presente trabajo se realizó el diseño estructural de las edificaciones, para tres sistemas estructurales diferentes (pórticos en concreto, muros de carga y mampostería estructural); se determinaron las dimensiones del cimiento como placa y teniendo en cuenta los parámetros geotécnicos de un suelo cohesivo de la ciudad de Bogotá, se llevaron a cabo las modelaciones por las dos metodologías de interacción suelo – estructura. De los modelos realizados en SAP 2000 y MIDAS GTS NX V20 2.1, se evaluaron los efectos de los esfuerzos y deformaciones en el suelo y cimiento, evidenciando que en edificaciones colindantes cargados de manera simultánea en el suelo, el comportamiento de las placas se verá reflejada como si fuera una sola cimentación; si una estructura es cargada inicialmente y posteriormente la otra, esta última refleja incrementos en los resultados de la primera cimentación; se comprueba que para el modelo de Winkler, para la condición de estructuras simultáneas, los resultados son conservadores; para el caso en el que se carga de manera posterior una edificación, la metodología por elementos finitos, refleja el incremento de los esfuerzos y deformaciones de la edificación cargada inicialmente, no considerando este efecto el modelo de Winkler.