Zonificación por interacción sísmica suelo-estructura de la zona de expansión oriental de Ibagué

Abstract

In this document, the seismic soil-structure interaction zoning was conducted in the Eastern Expansion Zone of Ibagué, delimited by Fifth Avenue and Mirolindo Avenue, as well as 60th and 145th streets, in accordance with the Territorial Planning Plan of the City of Ibagué, Tolima, approved by Decree No. 0823 of 2014 from the Municipal Planning Secretariat of Ibagué. Geotechnical characterization was performed, determining mechanical and dynamic properties of the soil, including unit weights, stratum thicknesses, plasticity indexes, size distributions, shear wave velocity (Vs), soil vibration period (Ts), dynamic degradation curves of the shear modulus (G/Gmax), and damping variation (β%). Simultaneously, structural characterization was carried out, obtaining properties such as the number of levels, number of basements, seismic resistance structural system, approximate fundamental vibration period (Ta), type of foundation, and use of predominant buildings in the analysis area. With this information, maps of vibration periods of deposits and structural and Geotechnical characterization were established. Seismic threat disaggregation for the city of Ibagué was documented, and seismic events representing it were selected. This allowed for the general identification of sites within the analysis area that may be susceptible to amplifications and/or seismic resonance phenomena. This was verified through linear equivalent seismic response analysis, using Deepsoil V7 software. Finally, seismic soil-structure interaction was determined by modeling analysis sites covering a 300 m length in a two-dimensional space, using Plaxis 2D V20 finite element software, implementing the Hardening Soil model with small deformations. In orden to know the maximum spectral accelerations, seismic amplifications and horizontal displacements from the rock to the maximum height of each analysis building. It allowed the projection of zoning by seismic soil-structure interaction of the eastern expansion zone of Ibagué.

En el presente documento, se establece la zonificación por interacción sísmica suelo-estructura de la Zona de Expansión Oriental de Ibagué, sobre el perímetro comprendido entre la carrera quinta y la Avenida Mirolindo y las calles 60 y 145, de acuerdo con el Plan de Ordenamiento Territorial de la Ciudad de Ibagué, Tolima aprobado según en el Decreto No. 0823 de 2014 de la Secretaría de Planeación Municipal de Ibagué. Se estableció la caracterización geotécnica en la cual se determinaron propiedades mecánicas como pesos unitarios, espesores de estratos, índices de plasticidad, granulometrías, entre otros y propiedades dinámicas como velocidad de onda de corte (Vs), periodo de vibración de los suelos (Ts), curvas dinámicas de degradación del módulo de corte (G/Gmax) y variación de amortiguamiento (β%). Paralelamente, se realizó la caracterización estructural en la cual se obtuvieron propiedades como numero de niveles, numero de sótanos, sistema estructural de resistencia sísmica, periodo fundamental de vibración aproximado (Ta), tipo de cimentación y uso de las edificaciones que predominan sobre la zona de análisis. Con lo anterior, se logró establecer mapas de periodos de vibración de los depósitos y caracterización estructural y geotécnica. Ahora bien, de manera documental se estableció la desagregación de la amenaza sísmica de la ciudad de Ibagué y a la vez, se seleccionaron los eventos sísmicos que mejor la representan, lo que permitió identificar de manera general los sitios dentro del área de análisis que pueden ser susceptibles a amplificaciones y/o fenómenos de resonancia sísmica. Lo anterior fue verificado mediante análisis de respuesta sísmica lineal equivalente, haciendo uso del software Deepsoil V7. Por último, se determinó la interacción sísmica suelo estructura, por medio de las modelaciones de los sitios de análisis abarcando 300m de longitud en un espacio bidimensional, haciendo uso del software de elementos finitos Plaxis 2D V20, implementando el modelo Hardening Soil con pequeñas deformaciones. Se conocieron las aceleraciones máximas espectrales, amplificaciones sísmicas y desplazamientos horizontales desde la roca hasta la altura máxima de cada edificación de análisis. Lo que permitió la proyección de la zonificación por interacción sísmica suelo estructura de la zona de expansión oriental de Ibagué.