Análisis de Interacción Dinámica Suelo-Estructura ante la Incidencia de Ondas de Rayleigh

ADRIANO TRONO; DENIS LORENZÓN; FEDERICO PINTO; MARCELO A. CEBALLOS

Bahía Blanca

Congreso; XXXVIII Congreso Argentino de Mecánica Computacional; 2022

Asociación Argentina de Mecánica Computacional

La primera instancia del análisis de interacción suelo-estructura ante eventos sísmicos consiste en calcular el desplazamiento del campo libre, es decir, del medio físico en ausencia de la estructura. Habitualmente se asume que el movimiento de diseño ocurre en una ubicación específica conocida como punto de control, que una vez definido, permite calcular el movimiento del campo libre según el tipo de onda sísmica incidente. Un mismo movimiento en la superficie libre puede implicar movimientos muy diferentes en profundidad y con diferentes velocidades de propagación horizontal según el patrón de onda supuesto. Lo habitual en la práctica de la ingeniería civil es suponer que la onda incidente es de cuerpo SH y de propagación vertical. Para zonas distantes del epicentro esta simplificación dista de la realidad ya que la mayor parte de la energía sísmica arriba al sitio en forma de ondas superficiales de Rayleigh y de Love. Sin embargo, los programas comerciales de elementos finitos todavía no tienen herramientas adecuadas para modelar la entrada y la salida de este tipo de ondas. Por este motivo se propone modelar la entrada de ondas mediante el método de reducción del dominio (DRM), y la salida de ondas mediante bordes absorbentes de capas perfectamente acopladas (PML). Esta combinación permite realizar un análisis de interacción dinámica suelo-estructura ante cualquier onda incidente en el dominio del tiempo, lo que permite incluir no-linealidades en el análisis. La validación del método propuesto se hace comparando la solución analítica de la onda de Rayleigh con los resultados de un modelo numérico lineal de campo libre sometido al paso de dicha onda superficial. Se presentan los resultados de modelos planos de estructuras masivas de hormigón apoyadas sobre diferentes tipos de suelos ante la incidencia de ondas de Rayleigh.