Abstract:In Ecuador, structural engineers traditionally design structures by considering embedded bases and assuming infinite soil stiffness. This methodology does not accurately reflect reality, as soil deforms when subjected to external forces. The research is based on the hypothesis that including soil-structure interaction always reduces the seismic response. To test this hypothesis, a reinforced concrete frame building, rectangular in shape with four levels and typical of educational units, was analyzed. The study compared traditional analysis methods to those incorporating site-specific characteristics, using spectra from the seismic microzonation of Portoviejo. Specifically, spectra from microzones M2, M3, and M4, all classified as type D soil, were compared to the NEC-15 spectrum for type D soil. The effects of soil-structure interaction were included using ASCE 41 and Gazetas methodologies. This analysis determined the influence of soil-structure interaction, which is crucial for optimizing structures. Depending on the type of soil on which the analysis is conducted, the demand can significantly reduce or increase. For sites with greater rigidity (Microzones M2 and M3), seismic stresses will be reduced. Conversely, for soft soils (Microzone M4), seismic stresses will increase. Therefore, an analysis based on site characteristics, plus the inclusion of soil-structure interaction, should always be applied when designing a building.
Resumen:En el Ecuador tradicionalmente los ingenieros estructurales, diseñan las estructuras considerando bases empotradas, asumiendo rigidez infinita del suelo, lo que es una metodología poco apegada a la realidad, debido a que el suelo presenta deformaciones cuando es sometido a fuerzas externas, la investigación parte de la hipótesis de que la inclusión de la interacción suelo-estructura causa siempre la reducción de la respuesta sísmica, por lo que el estudio consideró un edificación aporticada de hormigón armado, de forma rectangular vista en planta, de cuatro niveles típica de unidades educativas, con la finalidad de que esta fuera sometida a análisis tradicionales frente a análisis con características propias de sitio, se utilizó espectros tomados de la microzonificación sísmica de Portoviejo, específicamente de las microzonas M2, M3 y M4 siendo estas clasificadas como suelo tipo D, frente al espectro de la NEC-15 para suelo D. Para la inclusión de los efectos interacción suelo-estructura se desarrolló bajo las metodologías del ASCE 41 y Gazetas, logrando así determinar la influencia de la interacción suelo-estructura, misma que es de suma importancia ya que permite la obtención de estructuras optimizadas, debido a que acorde al tipo de suelo sobre el cual se plantee el análisis, la demanda puede reducir como aumentar considerablemente, es decir para sitios con mayor rigidez (Microzona M2, M3) las solicitaciones sísmicas se reducirán. Para el caso de suelos blandos (Microzona M4) las solicitaciones sísmicas aumentarán, por esto un análisis basado en características propias de sitio más la inclusión del análisis interacción suelo-estructura debería siempre ser comprendido al momento de diseñar una edificación.