24 | P á g i n a
Evaluación de la piedra termal como cimentación en la
interacción suelo-estructura en edificaciones medianas
Evaluation of thermal stone as a foundation in soil-structure interaction in medium-sized buildings
Paucar Ch. Fortunato1 • De La Cruz, David1 • Taipe, Miguel1
Recibido: 03 de Junio del 2023 / Aceptado: 16 de Julio del 2023
RESUMEN
El presente estudio tiene por objetivo determinar la influencia de la piedra termal como cimentación en la
interacción suelo-estructura, para ello se ha extraído las muestras de piedra termal in situ que
posteriormente fueron ensayados en los laboratorios de la Escuela Profesional de Ingeniería Civil de la
Universidad Nacional de Huancavelica para la determinación de los módulos de elasticidad, densidad,
humedad saturada, ángulos de fricción y cohesión, también de la misma forma las propiedades de una
edificación convencional de mediana altura, los cuales fueron procesados para determinar la capacidad de
carga de piedra termal mediante el método Xiao-Li Yang y Jian-Hua Yin para suelos rígidos, los modelos
dinámicos propuestos por Villarreal (2006), para determinar los coeficientes de rigidez tanto en estado
saturado, seco y por último con los datos de este último se realizó un análisis dinámico de una edificación
tipo dual de cinco niveles, considerando interacción suelo-estructura con la ayuda del programa SAP 2000,
obteniendo los siguientes resultados: la capacidad de carga de la piedra termal estado seco es 4.42 kg/cm2
y estado saturado 4.19 kg/cm2, concluyendo que no influye significativamente en los resultados, con lo
que respecta a los coeficientes de rigidez del estado saturado son mayores en mínimas proporciones, con
mayor diferencia en el método Sargsian y menor en Barkan, llegando a la conclusión de que no influye
significativamente en los resultados.
Palabras clave: piedra termal, análisis dinámico, interacción suelo-estructura, modelos dinámicos,
coeficiente de rigidez.
ABSTRACT
The present study aims to determine the influence of thermal stone as a foundation in the soil-structure
interaction, for this purpose, samples of thermal stone were extracted in situ and subsequently tested in the
laboratories of the Professional School of Civil Engineering of the National University of Huancavelica to
determine the modulus of elasticity, density, saturated humidity, friction angles and cohesion, also in the same
way the properties of a conventional medium height building, which were processed to determine the load
capacity of thermal stone using the Xiao-Li Yang and Jian-Hua Yin methods for rigid soils, the dynamic models
proposed by Villarreal (2006), to determine the stiffness coefficients in both saturated and dry states, and
finally, with the data of the latter, a dynamic analysis of a five-story dual type building oriented to lodging was
performed, considering soil-structure interaction with the help of the SAP 2000 program, obtaining the
following results: the load capacity of the thermal stone in dry state is 4.42 kg/cm2 and saturated state 4.19
kg/cm2, concluding that it does not significantly influence the results, with respect to the stiffness coefficients
of the saturated state they are greater in minimum proportions, with greater difference in the Sargsian method
and smaller in Barkan, concluding that it does not significantly influence the results.
Keywords: thermal stone, dynamic analysis, soil-structure interaction, dynamic models, stiffness coefficient.
Revista de Investigación Científica Siglo XXI (2023)
https://doi.org/10.54943/rcsxxi.v3i2.348
Vol. 3, Núm. 2, pp. 24 - 35
ARTÍCULO ORIGINAL
25 | P á g i n a
1. INTRODUCCIÓN
A través de la ingeniería sísmica y el estudio de
zonas de alto riesgo, se diseñaron estructuras que
se comporten adecuadamente ante la acción de
fuertes terremotos, minimizando las pérdidas
humanas. Entre estos métodos y técnicas se destaca
el uso de funciones de fragilidad sísmica, la
interacción dinámica suelo-estructura y la
consideración de estructuras de aislamiento de
base. El uso de funciones de fragilidad sísmica se
basa en determinar un índice de fragilidad en
función de las propiedades de la edificación, a
partir del cual se estima el daño que puede causar
un evento sísmico (Rondon y Cho, 2009).
Para el aislamiento sísmico, se ha propuesto
instalar una serie de dispositivos (aisladores)
horizontalmente flexibles y verticalmente rígidos
entre el suelo de cimentación y la estructura (Piscal
y López, 2019). La interacción suelo-estructura es
la cantidad de efectos cinemáticos e inerciales
generados entre una estructura y el suelo bajo carga
dinámica (Coyolt, 2016). Las interacciones
dinámicas suelo-estructura se definen por dos
efectos simultáneos: interacciones cinemáticas e
interacciones inerciales. El componente
cinemático de la interacción depende de la relación
entre la rigidez del suelo y la de la cimentación. Si
los cimientos del edificio se consideran
indeformables, la respuesta de la superestructura
depende sólo de las propiedades de la propia
superestructura, es decir, masa, rigidez y
amortiguación (Espinoza et al., 2018). Por el
contrario, si los cimientos del edificio se
consideran deformables, es necesario analizar tres
efectos comúnmente asociados con la interacción
suelo-estructura: efectos de sitio, interacciones
cinemáticas e interacciones inerciales (Gamón et
al., 2021).
La interacción suelo-estructura tiene varios efectos
en los edificios. El aumento en el período
fundamental de vibración (Farghaly y El-Khamisy,
2018), el aumento o disminución de la
amortiguación y el cambio en los requisitos de
ductilidad estructural son causados básicamente
por interacciones inerciales basadas en la inercia y
elasticidad del sistema acoplado (Modi y Shah,
2016). Por lo tanto, si la base es suficientemente
rígida, se reducirán el movimiento de traslación, la
inclinación y la torsión de la base. Por otro lado, el
suelo no es infinitamente duro, por lo que puede
absorber parte de la energía liberada durante un
terremoto. Esto se debe a la estructura común del
suelo en el trabajo. Esto representa una fuente
adicional de disipación de energía que reduce la
respuesta de la estructura, por lo que la
deformación que se debe sufrir para disipar la
energía sísmica es menor que si no hubiera
interacción (Guzmán et al., 2012).
Sin embargo, otros autores como (Villarraga et al.,
2006) señalan que puede ser importante considerar
la interacción suelo-estructura en edificaciones de
baja y media altura sobre suelos de media y alta
rigidez. Incluso en edificios de media altura, puede
producirse resonancia con el suelo porque el
período del suelo y la estructura son cercanos. Para
este análisis, los autores proponen un parámetro R.
Se define como la relación entre los períodos de
vibración fundamental de la estructura y el suelo.
A medida que este parámetro se aproxima a la
unidad, la probabilidad de que el edificio resuene
con el suelo aumenta, lo que da como resultado una
aceleración del sistema significativamente
amplificada. Por consiguiente, el presente estudio
tiene como objetivo determinar la influencia de la
piedra termal como cimentación en la interacción
suelo-estructura en edificaciones de mediana
altura.
2. MATERIAL Y MÉTODOS
El área de estudio del presente estudio se ubica
en el departamento, provincia y distrito de
Huancavelica.
David De La Cruz Palomino
daviddelacruz140@gmail.com
1
Ingeniero Civil titulado en la Universidad
Nacional de Huancavelica, Huancavelica, Perú.
26 | P á g i n a
Dicha investigación es de tipo aplicada, nivel
descriptivo – explicativo, método observacional –
explicativo y diseño no experimental – transversal
– descriptivo. Se recolecto las muestras en la
cantera de piedra termal de Paturpampa –
Huancavelica. Dichas muestras fueron extraídas de
forma intencionada de un lote escogido de 160 m2.
Del área de estudio se ha extraído las muestras de
ensayo de forma aleatoria que en formas cilíndricas
in situ con el equipo de extracción diamantina para
rocas. Se extrajo muestras tipo cilíndricas para
determinar humedad saturada, peso por unidad de
volumen, módulo de elasticidad estático, relación
de Poisson del núcleo en compresión (ASTM-
C469), ensayo triaxial (ASTM D-2850-70). Para la
técnica de procesamiento de datos se utilizó el
programa SAP 2000.
Nota: Elaboración propia.
Figura 02. Vista frontal y corta transversal.
Nota: Elaboración propia.
Figura 01. Vista en planta del planteamiento arquitectónico.
27 | P á g i n a
VP-107
C-02
C-02
C-04
VP-106
C-02
C-01
C-03
VP-105
C-01
C-01
C-03
VP-104
C-01
C-02
C-04
VP-103
C-02
C-02
C-04
VP-102
C-02
C-02
C-03
VP-101
C-02
Referente al predimensionamiento de elementos
estructurales, se desarrolla los criterios y
recomendaciones prácticas para el
dimensionamiento de los elementos estructurales
principales, teniendo en cuenta que son utilizados
para edificaciones convencionales de mediana
altura, con cargas vivas no excesivas y con las
condiciones sísmicas del Perú.
Figura 03. Esquema general de predimensionamiento.
8.70
Nota: elaboración propia.
4.38
4.33
C-
C-02
02
2.91
VS-101
VS-102
VS-103
28 | P á g i n a
3. RESULTADOS
El ensayo de humedad saturada se realizó con el fin de determinar la capacidad de absorción máxima
del agua y los resultados se muestra en la tabla 01.
Tabla 01
Humedad saturada.
ENSAYO:
HUMEDAD SATURADA
NORMA:
STANDARD
LABORATORIO:
Escuela Profesional de ingeniería Civil-Hvca.
FECHA:
01/11/2021
MUESTRA:
N° 01, N° 02, N° 03
REVISADO:
Laboratorio de mecánica de suelos (EPICH-HVCA)
N°
DIMENSIONES
CARACTERISTICAS
RESULTADOS
ALTURA
(cm)
DIAMETRO
(cm)
PESO
SECO (gr)
PESO
SATURADO (gr)
AGUA SATURADA
(gr)
1
5
7
332.44
372.41
39.97
12.02%
2
5
7
333.5
371.35
37.85
11.35%
3
5
6.95
330.4
373.2
42.8
12.95%
PROMEDIO
12.11%
Nota: Elaboración propia.
Los resultados del ensayo sobre la densidad bruta saturada se muestran en la tabla 02.
Tabla 02
Densidad bruta saturada.
ENSAYO:
DENSIDAD BRUTA
NORMA:
ASTM -C29
LABORATORIO:
Escuela Profesional de Ingeniería Civil-Hvca.
FECHA:
04/11/2021
MUESTRA:
M03/M08/M09
REVISADO:
Laboratorio de mecánica de suelos (EPICH-HVCA)
MUESTRA
PESO
(KG)
ALTURA
(CM)
DIÁMETRO
(CM)
VOLUMEN
(KG/CM3)
PESO ESPECÍFICO
(KG/M3)
1
366.3
4.8
6.2
144.91
2527.76
2
418.946
5
6.5
165.91
2525.13
3
430.364
5.3
6.4
170.50
2524.20
4
400.796
4.9
6.5
162.59
2465.04
5
373.527
4.9
6.3
152.74
2445.50
6
441.914
5.5
6.4
176.93
2497.69
PROMEDIO
2497.55
Nota: Elaboración propia.
Los resultados del ensayo sobre la densidad bruta saturada se muestran en la tabla 03.
29 | P á g i n a
Tabla 03
Densidad bruta seco
ENSAYO:
DENSIDAD BRUTA
NORMA:
ASTM -C29
LABORATORIO:
Escuela Profesional de Ingeniería Civil-Hvca.
FECHA:
04/11/2021
MUESTRA:
M03/M08/M09
REVISADO:
Laboratorio de mecánica de suelos (EPICH-HVCA)
MUESTRA
PESO
(KG)
ALTURA
(CM)
DIÁMETRO
(CM)
VOLUMEN
(KG/CM3)
PESO
ESPECÍFICO
(KG/M3)
7
373.39
5.4
6.5
179.18
2083.84
8
375.44
5.5
6.3
171.44
2189.88
9
335.78
5.5
6.2
166.04
2022.24
10
430.25
5.5
6.6
188.16
2286.62
11
386.39
5.5
6.2
166.04
2327.03
12
366.93
5.1
6.4
164.06
2236.54
PROMEDIO
2191.02
Nota: Elaboración propia.
Los resultados del ensayo de elasticidad y Poisson saturado se muestran en la tabla 04.
Tabla 04
Módulo de elasticidad y Poisson (saturado).
ENSAYO:
MÓDULO DE ELASTICIDAD, RELACIÓN DE POISSON
NORMA:
ASTM -C469
LABORATORIO:
Escuela Profesional de Ingeniería Civil-Hvca.
FECHA:
04/11/2021
MUESTRA:
M03/M08/M09
REVISADO:
Laboratorio de mecánica de suelos (EPICH-HVCA)
DESCRIPCIÓN
P
L
A
δaxial
E (kg/cm2)
δlateral
Poisson
MUESTRA 01
1370.76
12
34.9
0.13
3625.55
0.05
0.35
MUESTRA 02
1371.94
12.1
36.3
0.12
3810.94
0.04
0.33
MUESTRA 03
1750
11.95
36.1
0.15
3861.96
0.05
0.33
MUESTRA 05
1238.94
11.5
33.3
0.14
3056.16
0.05
0.36
PROMEDIO DE RESULTADOS
3588.65
0.34
Nota: Elaboración propia.
Los resultados del ensayo de elasticidad y Poisson seco se muestran en la tabla 05.
Tabla 05
Módulo de elasticidad y Poisson (seco).
ENSAYO:
MÓDULO DE ELASTICIDAD, RELACIÓN DE POISSON
NORMA:
ASTM -C469
LABORATORIO:
Escuela Profesional de Ingeniería Civil-Hvca.
FECHA:
04/11/2021
MUESTRA:
M03/M08/M09
30 | P á g i n a
REVISADO:
Laboratorio de mecánica de suelos (EPICH-HVCA)
DESCRIPCIÓN
P
L
A
δaxial
E (kg/cm2)
δlateral
Poisson
MUESTRA 06
1050.23
11.9
35.9
0.08
4351.58
0.03
0.38
MUESTRA 07
1684.9
11.8
36.1
0.15
3671.62
0.05
0.33
MUESTRA 08
1084.81
12
37
0.1
3518.30
0.03
0.32
MUESTRA 09
1305.31
11.9
35.9
0.13
3328.30
0.06
0.47
PROMEDIO DE RESULTADOS
3717.45
0.37
Nota: Elaboración propia.
Los resultados del ensayo de triaxial (angulos de friccion y cohesion) saturada se muestran en la tabla 06.
Tabla 06
Resumen de los ángulos de fricción y cohesión de muestra saturada.
ENSAYO:
TRIAXIAL TIPO UU
NORMA:
ASTM D2850-95 / AASHTO T296-94
LABORATORIO:
Escuela Profesional de Ingeniería Civil-Hvca.
FECHA:
04/11/2021
MUESTRA:
M06/M02/M07
REVISADO:
Laboratorio de mecánica de suelos (EPICH-HVCA)
MUESTRA SATURADA
GRUPO
DESCRIPCIÓ N
PRESION DE
CONFINAMIENT O
ESFUERZO
DE FALLA
ÁNGULO DE
FRICCIÓN (Ø)
COHESIÓN
(C)
01
MUESTRA 01
50.2
4627.4
55.1
666.11
MUESTRA 02
100.9
5055.9
MUESTRA 03
200.2
6201.3
02
MUESTRA 04
49.5
4067.6
56.1
610.56
MUESTRA 05
99.9
4955.3
MUESTRA 06
199.4
6141.4
03
MUESTRA 07
49.5
4491.8
55.9
630.4
MUESTRA 08
100.5
4966.7
MUESTRA 09
200.7
6170
04
MUESTRA 10
49.9
4505.2
55.5
625.4
MUESTRA 11
100.1
4950.56
MUESTRA 12
199.8
6200
05
MUESTRA 13
49.8
4480.5
55.6
660.4
MUESTRA 14
100.6
4998.7
MUESTRA 15
199.7
6150
06
MUESTRA 16
50.6
4486.4
54.9
660.5
MUESTRA 17
100.1
4950.6
MUESTRA 18
200.3
6165
Nota: Elaboración propia.
Los resultados del ensayo de triaxial (ángulos de fricción y cohesión) seca se muestran en la tabla 07.
31 | P á g i n a
Tabla 07
Resumen de los ángulos de fricción y cohesión de muestra seca.
ENSAYO:
TRIAXIAL TIPO UU
NORMA:
ASTM D2850-95 / AASHTO T296-94
LABORATORIO:
Escuela Profesional de Ingenieria Civil-Hvca.
FECHA:
04/11/2021
MUESTRA:
M03/M08/M09
REVISADO:
Laboratorio de mecánica de suelos (EPICH-HVCA)
MUESTRA SECA
GRUPO
DESCRIPCION
PRESION DE
CONFINAMIENTO
ESFUERZO DE
FALLA
ÁNGULO DE
FRICCIÓN (Ø)
COHESIÓN
(C)
01
MUESTRA 01
50.8
5038
52.3
779.58
MUESTRA 02
100.1
5118.9
MUESTRA 03
198.6
6193.2
02
MUESTRA 04
48
5010.6
53.4
750.5
MUESTRA 05
99.8
5200.5
MUESTRA 06
199.4
6200.4
03
MUESTRA 07
49.9
5024
53.1
770.7
MUESTRA 08
100.2
5330.6
MUESTRA 09
202.8
6150.4
04
MUESTRA 10
49.9
5120
53.5
770.1
MUESTRA 11
99.5
5230
MUESTRA 12
201.4
6050
05
MUESTRA 13
49.9
5150
53.7
750.4
MUESTRA 14
100.2
5260.4
MUESTRA 15
202.8
6100.2
06
MUESTRA 16
49.9
5099
52.8
780.7
MUESTRA 17
100.2
5400.5
MUESTRA 18
202.8
5990.8
Nota: Elaboración propia.
La obtención de los coeficientes de rigidez se
desarrolló para los 4 modelos dinámicos
propuestos (Barkan. Ilichev, Sargsian y Norma
Rusa). Para los cuales se utilizó características del
concreto, piedra termal y edificación, en las tablas
08, 09, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16 y 17 se muestra
los resultados de coeficientes de rigidez por cada
tipo de zapata.
Tabla 08
Coeficiente de rigidez de piedra termal (muestra saturada-zapata 01).
modelo
dinámico
ZAPATA 01
Kx (T/m)
Ky (T/m)
Kz (T/m)
Kφx (T.m)
Kφy (T.m)
Kψz (T.m)
Barkan
103934.067
103934.067
130704.964
19605.745
19605.745
-
llichev
192066.303
192066.303
68593.853
11019.981
11019.981
-
Sargsian
24859.112
24859.112
73477.681
7964.731
7964.731
-
Norma Rusa
153702.300
153702.300
219574.715
36595.786
36595.786
36595.786
Nota: Elaboración propia.
32 | P á g i n a
Tabla 09
Coeficiente de rigidez de piedra termal (muestra saturada-zapata 02).
modelo
dinámic o
ZAPATA 02
Kx (T/m)
Ky (T/m)
Kz (T/m)
Kφx (T.m)
Kφy (T.m)
Kψz (T.m)
Barkan
54365.984
54365.984
116227.885
18962.061
18962.061
-
llichev
265797.556
265797.556
97661.279
26092.871
26092.871
-
Sargsian
32412.317
32412.317
95803.175
30011.894
30011.894
-
Norma Rusa
215032.442
215032.442
307189.203
147962.799
147962.799
147962.79
9
Nota: Elaboración propia.
Tabla 10
Coeficiente de rigidez de piedra termal (muestra saturada-zapata 03).
modelo
dinámic o
ZAPATA 03
Kx (T/m)
Ky (T/m)
Kz (T/m)
Kφx (T.m)
Kφy (T.m)
Kψz (T.m)
Barkan
77152.967
77152.967
208120.129
101141.697
101141.697
-
llichev
307701.762
307701.762
114549.064
38231.552
38231.552
-
Sargsian
36408.205
36408.205
107614.079
14114.650
14114.650
-
Norma Rusa
250235.707
250235.707
357479.581
72091.715
72091.715
72091.71
5
Nota: Elaboración propia.
Tabla 11
Coeficiente de rigidez de piedra termal (muestra saturada-zapata 04).
modelo
dinámico
ZAPATA 04
Kx (T/m)
Ky (T/m)
Kz (T/m)
Kφx (T.m)
Kφy (T.m)
Kψz (T.m)
Barkan
51223.659
51223.659
126258.559
35897.958
35897.958
-
llichev
290624.706
290624.706
107639.036
32955.210
32955.210
-
Sargsian
34802.757
34802.757
102868.754
21855.222
21855.222
-
Norma Rusa
235862.592
235862.592
336946.560
110069.210
110069.210
110069.210
Nota: Elaboración propia.
Tabla 12
Coeficiente de rigidez de piedra termal (muestra saturada-zapata 05).
modelo
dinámico
ZAPATA 05
Kx (T/m)
Ky (T/m)
Kz (T/m)
Kφx (T.m)
Kφy (T.m)
Kψz (T.m)
Barkan
55596.943
55596.943
248206.656
43902.165
43902.165
-
llichev
426527.389
426527.389
163501.894
88343.838
88343.838
-
Sargsian
46838.156
46838.156
138442.559
189121.973
189121.973
-
Norma Rusa
351113.124
351113.124
501590.177
1053548.367
1053548.367
1053548.367
Nota: Elaboración propia.
Tabla 13
Coeficiente de rigidez de piedra termal (muestra seca-zapata 01).
modelo
dinámico
ZAPATA 01
Kx (T/m)
Ky (T/m)
Kz (T/m)
Kφx (T.m)
Kφy (T.m)
Kψz (T.m)
Barkan
101035.739
101035.739
130704.964
19605.745
19605.745
-
llichev
196167.133
196167.133
70341.262
11265.293
11265.293
-
33 | P á g i n a
Sargsian
26040.883
26040.883
89621.376
8454.147
8454.147
-
Norma Rusa
159217.734
159217.734
227453.906
37908.984
37908.984
37908.984
Nota: Elaboración propia.
Tabla 14
Coeficiente de rigidez de piedra termal (muestra seca-zapata 02).
modelo
dinámico
ZAPATA 02
Kx (T/m)
Ky (T/m)
Kz (T/m)
Kφx (T.m)
Kφy (T.m)
Kψz (T.m)
Barkan
52849.922
52849.922
116227.885
18962.061
18962.061
-
llichev
271967.510
271967.510
100365.187
26725.817
26725.817
-
Sargsian
33953.157
33953.157
116851.978
31856.063
31856.063
-
Norma Rusa
222748.639
222748.639
318212.342
153272.278
153272.278
153272.278
Nota: Elaboración propia.
Tabla 15
Coeficiente de rigidez de piedra termal (muestra seca-zapata 03).
modelo
dinámico
ZAPATA 03
Kx (T/m)
Ky (T/m)
Kz (T/m)
Kφx (T.m)
Kφy (T.m)
Kψz (T.m)
Barkan
75001.462
75001.462
208120.129
101141.697
101141.697
-
llichev
315121.511
315121.511
117836.759
39195.517
39195.517
-
Sargsian
38139.005
38139.005
131257.841
14981.966
14981.966
-
Norma Rusa
259215.133
259215.133
370307.333
74678.646
74678.646
74678.646
Nota: Elaboración propia.
Tabla 16
Coeficiente de rigidez de piedra termal (muestra seca-zapata 04).
modelo
dinámico
ZAPATA 04
Kx (T/m)
Ky (T/m)
Kz (T/m)
Kφx (T.m)
Kφy (T.m)
Kψz (T.m)
Barkan
49795.225
49795.225
126258.559
35897.958
35897.958
-
llichev
297529.415
297529.415
110685.744
33773.726
33773.726
-
Sargsian
36457.236
36457.236
125469.927
23198.179
23198.179
-
Norma Rusa
244326.256
244326.256
349037.509
114018.919
114018.919
114018.919
Nota: Elaboración propia.
Tabla 17
Coeficiente de rigidez de piedra termal (muestra seca-zapata 05).
modelo
dinámico
ZAPATA 05
Kx (T/m)
Ky (T/m)
Kz (T/m)
Kφx (T.m)
Kφy (T.m)
Kψz (T.m)
Barkan
54046.554
54046.554
248206.656
43902.165
43902.165
-
llichev
437715.198
437715.198
168564.598
90767.882
90767.882
-
Sargsian
49064.783
49064.783
168859.611
200743.124
200743.124
-
Norma Rusa
363712.423
363712.423
519589.176
1091353.76
1091353.76
1091353.765
Nota: Elaboración propia.
34 | P á g i n a
4. DISCUSIÓN
Con base en los resultados obtenidos,
prediciendo que la piedra termal como
cimentación no tienen un efecto significativo
en las interacciones suelo-estructura en
edificios de tamaño mediano en la ciudad de
Huancavelica. Estos resultados hacen
referencia a Coyolt (2016), quien encontró que
las interacciones suelo-estructura tienen un
mayor impacto en suelos blandos, pero no en
suelos duros como la piedra termal.
Teniendo en cuenta el hecho de que la piedra
termal como cimentación en un estado seco y
saturado afecta significativamente la capacidad
de carga del suelo en edificios de tamaño
mediano, esto se debe a que Dutta y Koushik
(2004) sugieren un aumento en la fuerza de
corte sísmica de los cimientos debido a la
flexibilidad del suelo disminuye totalmente a
medida que aumenta la rigidez del suelo, lo que
muestra que la fuerza de corte como base de
cimentación de la piedra termal en el estado
seco es menor que la fuerza de corte en el
estado saturado, lo que no se puede especificar
es el ejemplar de zapatas utilizadas, porque
según Lajo (2014), es importante que las
condiciones de apoyo sean adecuadas a las
características del suelo, porque trabajar con
supuestos introducirá movimientos y fuerzas
adicionales que no son predecibles.
Para el resultado en donde la piedra termal se
utiliza como cimentación no afecta
significativamente en el coeficiente de rigidez
del suelo en edificios medianos, son
relacionados con Villarreal (2006) y Garay
(2017), donde predicen que existe un efecto
menor de interacción del suelo-estructura se da
en el modelo dinámico de Barkan, pero no está
de acuerdo en que el mayor impacto según ellos
es en Ilichev.
5. CONCLUSIONES
Se determinó que el porcentaje de
humedad de la piedra termal no influye
significativamente en la interacción suelo-
estructura en edificaciones de mediana
altura, con una variación mínima de los
resultados saturados y secas.
Se determinó que existe influencia de la
piedra termal como cimentación en estado
seco y saturado con respecto a la
capacidad de carga de suelo (piedra
termal) en edificaciones de mediana
altura.
Existe influencia de la piedra termal como
cimentación en estado seco y saturado con
respecto al coeficiente de rigidez del suelo
(piedra termal) para los modelos
dinámicos D.D. Barkan – O.A. Savinov,
V.A Ilichev, A.E. Sargsian y Norma Rusa
SNIP 2.02.05-87.
No existe influencia de la piedra termal
como cimentación en el análisis dinámico
de las derivas de entrepiso en
edificaciones de mediana altura.
6. REFERENCIA
Coyolt, C. I. (2016). “Interacción Dinámica
Suelo Estructura”, tesis de maestría,
Universidad Nacional Autónoma de
México. Disponible en:
https://repositorio.unam.mx/
contenidos/99983.
Dutta, S. C., & Koushik, B. (2004). Respuesta
de edificios de baja altura bajo exitación
sísmica del suelo incorporando la
interacción suelo-estructura. Bengal.
Espinoza, G., Benedetti, F., Álvarez P., y
Bonilla, E. (2018). “Influence of the
seismic excitation frequencies content on
the behavior of a tunned mass damper in
low rise building considering Soil-
Structure Interaction”, Latin American
Journal of Solids and Structures, vol. 15,
n°. 8.
Farghaly, A. A., y El-Khamisy, A. M. (2018).
“Seismic Performance of Raft Foundation
of H. R. B. with SSI Effect”, American
Journal of Engineering Research (AJER),
n°. 5, pp. 147–151.
Gamón, R., Reyes, O., Fundora, N., y Martínez,
J. O. (2021). “Interacción dinámica suelo-
estructura en edificaciones con tipología
mixta ubicadas en zona de bajo riesgo
sísmico”, en Convención 2021.
Universidad Central “Marta Abreu” de
Las Villas. Simposio Internacional de
Construcciones.
Disponibleen:https://convencion.uclv.cu/
es/event/simposiointernacionaldeconstru
cciones108/track/interacciondinamicasue
loestructuraenedificacionescontipologia
mixtaubicadasenzonadebajoriesgosismic
o-3493.
Guzmán, F. D. D., Barreras, F. E., Vergara, R.
S., y López, C. I. H. (2012). “Respuesta
dinámica de un edificio considerando el
efecto de interacción suelo-estructura”,
Monografías de ingeniería sísmica. A.H.
Barbat, Ed., 2012, p. 145.
35 | P á g i n a
Modi, M., y Shah, N. (2016). “Raft Foundation
with SSI and without SSI Effects on
Different Story”, International Journal of
Engineering Development and Research
(IJEDR), vol. 4, n°. 2, pp. 764-766.
Piscal, C. M., y Lopez, F. (2019).
“Comparación de las dos metodologías de
análisis y diseño más recientes de ASCE
7, para el análisis de su posible empleo en
edificaciones con aislamiento sísmico de
base en Colombia”, Revista Científica
Ingeniería y Desarrollo, vol. 37, n°. 1, pp.
57–70. doi.org/10.14482/inde.37.1.624.2
Rondón, E. M., y Cho, G. C. (2009).
“Estimación de las funciones de
vulnerabilidad sísmica en edificaciones
en tierra”, Revista Científica Ingeniería y
Desarrollo, vol. 5, n°. pp. 180–199.
Villarreal, G. (2006). Interacción sísmica suelo-
estructura en edificaciones con zapatas
aisladas. Lima.
Villarraga, M. R., Pineda, M., Ramírez, A. F.,
Ramírez, C. E., Arango, J. D., Rodríguez,
R. A., y Valencia, J. (2006). “Estudio
paramétrico de los efectos de la
interacción sísmica suelo estructura”, IV
Encuentro Nacional de Ingenieros de
Suelos y Estructuras. Foro Internacional
sobre Microzonificación Sísmica.