Análisis de la rigidez dinámica del sistema suelo-cimentación de cajones de cimentación mediante el método de elementos finitos

Abstract

Cuando las cimentaciones se someten a cargas de excitación dinámica durante un sismo, una explosión, paso del tren o bien por maquinaria, su desplazamiento depende de la geometría y rigidez de sus elementos, así como también por el tipo de perfil del suelo en el que se desplantan. En las disposiciones de las NTCS-17 en el cálculo de la rigidez dinámica en cimentaciones someras, se asume que la cimentación es circular e infinitamente rígida, además que el suelo se mantiene en el intervalo elástico lineal, por lo cual la respuesta ante cargas dinámicas surge únicamente de la deformación del suelo de apoyo. También en dichas disposiciones se reemplaza el suelo por resortes lineales y por amortiguadores viscosos, los cuales se definen como la fuerza y el momento requeridos para producir un desplazamiento y una velocidad armónica unitaria del cimiento en traslación horizontal y en rotación, respectivamente y se les conoce como rigidez dinámica. Es muy importante conocer la respuesta de la cimentación durante un sismo, por lo cual esta tesis está enfocada en analizar la influencia de distintos parámetros en la rigidez dinámica de cimentaciones, por ejemplo, la flexibilidad de la cimentación y su geometría utilizando el método de los elementos finitos. Como caso de estudio se utilizan tres cajones de cimentación que corresponden a proyectos construidos en la Ciudad de México. Los cajones tienen distintas formas (uno cuadrado, uno rectangular y uno irregular). La flexibilidad de los cajones se introduce modelando los elementos estructurales que los constituyen.