Prólogo. El mercado de vivienda popular durante años ha sido atendido principalmente por el sector informal (autoconstrucción), lo que ha producido viviendas de baja calidad con elevados costos financieros y sociales. Existe, en tanto, un severo déficit de ofertas habitacionales de calidad y accesibles a los sectores mayoritarios de la población, razón por la cual debe de analizarse nuevos sistemas constructivos que garanticen menores costos, tiempos de ejecución y adecuada calidad de las viviendas.
En el presente estudio comparativo, se aborda como alternativa de solución a los problemas antes mencionados, las viviendas multifamiliares, ya sean construidas por los sistemas convencionales (Albañilería Confinada) o sistemas industrializados (Muros de Ductilidad Limitada). A fin de obtener un comportamiento más real, se ha considerado el efecto de flexibilidad de la base de fundación, denominado Interacción Suelo-Estructura. Los parámetros evaluados en la presente investigación fueron los mismos en ambos casos, partiendo de la premisa que toda estructura debe cumplir con las exigencias de las normas de Diseño Sismorresistente y de Diseño Estructural vigentes.
En el análisis estructural de edificios, es práctica común especificar que las aceleraciones sísmicas actúen directamente en el nivel de la cimentación, asumiendo que la estructura yace sobre un semiespacio rígido sujeto a una carga sísmica. Este modelo constituye una adecuada representación del estado físico en el caso de estructuras regulares fundadas sobre macizo rocoso. En estas condiciones se ha comprobado que el movimiento del “campo libre”, término que se refiere al movimiento que ocurriría en la superficie del terreno si no existiese la estructura, pero pierde su validez cuando la estructura está fundada sobre suelo flexible, puesto que el movimiento en la superficie del suelo puede ser considerable.
Las características dinámicas del edificio, tales como modos y frecuencias de vibración son modificados, debido a la flexibilidad del apoyo, por lo tanto hay un flujo de energía desde el suelo hacia la estructura y viceversa, en un proceso conocido como la interacción suelo-estructura.
Debe entenderse, que en el modelo de fundación rígida, la energía recibida por la estructura solo puede ser disipada por mecanismos de amortiguamiento interno tales como deformaciones plásticas, amortiguamiento viscoso, energía de fractura y otros.
En cambio, para suelos de fundación flexible parte de la energía es retornada hacia
el suelo y radia hacia fuera del sistema, dando lugar a un aumento de la energía disipada
por el conjunto.
La interacción suelo-estructura, es un campo de la Ingeniería Civil, que une a la Ingeniería Geotécnica con la Ingeniería Estructural. La necesidad de esta unificación ha sido evidente por el simple hecho de que ningún edificio al momento de su diseño podría evitar la interacción con el suelo de fundación, existiendo muchos espectros y parámetros a resolver. El cambio de las capacidades de los equipos computarizados, ha creado la premisa para la realización de este cálculo de interacción suelo-cimentación superestructura, mediante el uso del computador.
Los cálculos de interacción suelo-estructura han llegado a ser relevantes para los edificios, debido a que el diseño estructural en condiciones de campo es muy complicado. Las deformaciones diferenciadas del subsuelo afectan perceptiblemente en la distribución de las fuerzas por toda la estructura y de no considerarlo en el diseño, pone en riesgo la seguridad de los edificios.
La presente investigación consta de seis capítulos, conclusiones, recomendaciones, líneas futuras de investigación y bibliografía. En el primer capítulo, se analiza el estado del arte de la interacción suelo-estructura, los avances en la ingeniería geotécnica sísmica y la problemática de la vivienda en nuestro país.
En el segundo capítulo se analiza el esquema de cálculo de edificaciones, considerando la flexibilidad del suelo de fundación, así como los modelos dinámicos de interacción suelo-estructura.
En el tercer capítulo se desarrollan el análisis y diseño estructural. El primer caso abarca los conceptos básicos, requisitos, estructuración y evaluación por densidad de muros; el segundo comprende los criterios, características del modelo matemático y empleo del programa ETABS. En el último caso se presentan los diseños de muros, losas macizas tanto de cimentación como de entrepisos pertenecientes a la estructura.
En el cuarto capítulo se evalúa el análisis económico, con el resumen de metrados, análisis de gastos generales, presupuesto y programación de obra respectivamente para ambos sistemas estructurales. En el quinto capítulo se evalúa el impacto socioeconómico y ambiental, medido bajo diferentes factores, tales como el comportamiento acústico y térmico de los sistemas en estudio.
En el sexto capítulo se presenta el análisis comparativo del comportamiento sísmico considerando la interacción suelo-estructura, haciéndose también una comparación de la evaluación económica; asimismo de las ventajas y desventajas de los sistemas mencionados.
Finalmente se presentan las conclusiones, se precisan algunas recomendaciones para el análisis y el diseño estructural, así como para el proceso constructivo. Además se plantean las Líneas Futuras de Investigación a fin de promover y desarrollar la investigación científica
