Efectos de la no linealidad del suelo y la estructura en el comportamiento, diseño y costo de una edificación cimentada en un perfil de meteorización del Stock de Altavista en la ciudad de Medellín

Abstract

Resumen: El Stock de Altavista es un cuerpo de roca ígneo de 83 km2 de extensión que cubre una amplia zona de los municipios de Medellín e Itagüí. Se caracteriza por presentar una gran variabilidad en material parental y en horizontes de meteorización. Actualmente, las zonas sobre la cual se encuentra ubicado, es objeto de una fuerte presión urbanística. Con el fin de mejorar las condiciones de seguridad sísmica y complementar los resultados de los estudios de la Microzonificación Sísmica de Medellín y la del Valle de Aburrá en el Stock de Altavista, se llevó a cabo esta investigación . Se evalúan los efectos del comportamiento lineal y no lineal del suelo y la estructura en la respuesta del sistema suelo pilote mediante análisis tridimensional de elementos finitos con ayuda del programa Opensees de la Universidad de Californa Berkeley. La respuesta y las solicitaciones impuestas en la cimentación están fuertemente influenciadas al considerar la no linealidad del suelo junto con los efectos de la interacción sísmica suelo estructura (ISSE). Las aceleraciones estimadas en el centro de la pila, podrían ser menores a las medidas en campo libre mientras que los espectros de respuesta encontrados a partir de modelos no lineales, pueden presentar menores aceleraciones si se comparan con los espectros propuestos en la microzonificación sísmica de Medellín (MZSM), lo que puede representar ahorros en el costo de edificaciones fundadas en este tipo de suelos. Los resultados muestran la importancia de emplear modelos no lineales de ISSE.

Abstract: The Altavista Stock is an igneous rock body which extension is 83 km2, covers a wide zone of Medellín and Itagüí cities. It is characterized by having a great variability in fresh rock and weathering horizons. Currently, the zone where is located, is object of a strong urban development. This survey was made In order to improve the seismic security conditions and to complement the results of Microzonificación Sísmica de Medellín and Valle de Aburrá in the Altavista Stock,.2 The effect of the nonlinear and linear soil and structure behavior is investigated using a three-dimensional finite elements program called Opensees which was created by the University of California Berkeley. The response and the stresses imposed on the foundation are strongly influenced by considering the nonlinearity of the soil together with the effects of seismic soil structure interaction (ISSE). The estimated accelerations at the center of the pile, could be less than the free-field measurements while the response spectra found from nonlinear models, may be less acceleration when compared to the spectra given in seismic Microzonificación Sísmica de Medellín and Valle de Aburra, which may represent cost savings in buildings based on this type of soils. The results show the importance of using the nonlinear behavior of the soil in models of ISSE.