Diseño sísmico de estructuras enterradas empleando el método de la desangulaciónpropuesta de un procedimiento numérico mediante elementos volumétricos

Resumen

Las estructuras enterradas en zonas sísmicas están sometidas a unos esfuerzos dinámicos que pueden ser importantes y de cuantificación compleja. Habitualmente los métodos de cálculo empleados se basan en la metodología de Mononobe-Okabe que se desarrolló en los años 30 del siglo pasado para estudiar los empujes en muros de gravedad, por lo que su aplicación a estructuras flexibles es, cuanto menos, discutible. Existen otros métodos de cálculo más actuales, pero parecen, por su complejidad de aplicación, reservados a técnicos especializados en mecánica del suelo dinámica y estructural, por lo que habitualmente no se emplean en los diseños.Como procedimiento intermedio se ha desarrollado una metodología de interacción cinemática denominada “desangulación sísmica” que es la recogida en el Manual de Carreteras del Ministerio de Obras Públicas de Chile. Este método requiere el empleo de resortes que modelizan el terreno y actúan sobre la estructura. El procedimiento de transformar el terreno en resortes se ha empleado tradicionalmente para poder realizar los cálculos con programas de cálculo matriciales, que eran los únicos existentes en los inicios del cálculo numérico. Sin embargo, actualmente los cálculos geotécnicos estructurales se realizan modelizando el terreno con elementos volumétricos y no con resortes, por lo que la aplicación del método de la desangulación sísmica se hace más tediosa al tener que realizar un modelo complementario de barras y muelles al realizado para el diseño estático de la estructura. En el presente artículo se pretende mostrar un procedimiento mixto donde la acción sísmica debida a la desangulación sea una fase más de cálculo (habitualmente la última) dentro un único modelo de cálculo (realizado mediante elementos finitos o diferencias finitas), presentando adicionalmente la ventaja de eliminar la incertidumbre de la influencia de la distancia de los contornos en los esfuerzos obtenidos en la estructura.