Este documento discute la importancia del coeficiente de balasto en el análisis sísmico de edificaciones. Presenta tres modelos para calcular el coeficiente de balasto: el modelo de Winkler, el modelo de Pasternak y el modelo del semispacio elástico. Luego aplica estos modelos a una edificación tipo de 5 pisos sobre diferentes tipos de suelo, incluyendo suelo flexible, intermedio y rígido. Los resultados muestran que el tipo de suelo tiene un efecto significativo en los desplazamientos y asentamientos de la sup

1. IMPORTANCIA DEL
COEFICIENTE DE BALASTO
EN EL ANALISIS SISMICO
DE EDIFICACIONES
DR. GENNER VILLARREAL CASTRO
PROFESOR EXTRAORDINARIO UPAO
PROFESOR PRINCIPAL UPC, USMP, CAPI
PREMIO NACIONAL ANR 2006, 2007, 2008

2. Modelo de Winkler E.
 2
11
1
1
21 

h
E
C
   2
2
2
22
1
1
1
1
2121
1
 

E
h
E
h
C
Solo un estrato de suelo:
Para dos estratos de suelo:
C1
q
CALCULO DE EDIFICACIONES CON PLATEAS DE
CIMENTACION SOBRE BASES ELASTICAS

3. Modelo de Pasternak P.L.
 2
11
1
1
21 

h
E
C
 1
11
2
16 

hE
C
   2
2
2
22
1
1
1
1
2121
1
 

E
h
E
h
C
   
   









2
222
22
1
11
2
2
2
1
33
116
1



hEhE
C
Solo un estrato de suelo:
•Para dos estratos de suelo:
C1
C2 C2
q

4. Modelo del Semiespacio Elástico
c
kk
z
H
hv
V
).(

Cabe indicar que el programa LIRA 9.2 ofrece la
posibilidad de realizar dicho calculo.
)1(6
2
s
ck
V
HE
C




)
.
(
).(
k
kzpk
kzpk
z
E
h
h
E


)1(
21
sc
k
VH
E
C



5. OBJETO DE INVESTIGACION
Características de la edificación
Edificación típica de 5 pisos, con sistema estructural aporticado
Altura de entre piso
3.5m
Columnas
50 x40cm
Vigas
Sentido en “X” (40x60cm)
Sentido en “Y” (50 x60cm)
Sobrecarga
200 kg/m2
Losas
1er al 4to piso (20cm)
5to piso (18cm)

6. Primer estrato: Arcilla Arenosa:
A 1m : E = 3100 T/m2
ν = 0,24
A 2m : E = 3350 T/m2
ν = 0,25
A 3m : E = 3 650 T/m2
ν = 0,27
A 4m : E = 3900 T/m2
ν = 0,28
Segundo Estrato : Arena Densa
A 5m : E = 6400 T/m2
ν = 0,30
A 6m : E = 7500 T/m2
ν = 0,31
A 7m : E = 8500 T/m2
ν = 0,33
A 8m : E = 9600 T/m 2
ν = 0,34
CARACTERISTICAS DEL SUELO

7. MODELO
UN ESTRATO DOS ESTRATOS
C1 C2 C1 C2
WINKLER 1011,79 - - -
PASTERNAK 1011,79 1851,85 721,55 4756,41
SEMIESPACIO
ELASTICO
956,58 1773,06 726,49 3418,67
Se dividió la platea en elementos de 1,0 m x 1,0 m
COFICIENTES DE RIGIDEZ

8. MODELACION ESTRUCTURAL

10. RESULTADOS DE INVESTIGACION

11. RESULTADOS DE INVESTIGACION

12. Características del suelo:
SUELO FLEXIBLE
Primer estrato:
A 1m : E = 500 T/m2
ν = 0,17
A 2m : E = 650 T/m2
ν = 0,18
A 3m : E = 800 T/m2
ν = 0.20
A 4m : E = 950 T/m2
ν = 0,21
SUELO INTERMEDIO
Primer estrato:
A 1m : E = 3100T/m2
ν = 0,24
A 2m : E = 3350 T/m2
ν = 0,25
A 3m : E = 3650 T/m2
ν = 0,27
A 4m : E = 3900 T/m2
ν = 0,28
SUELO RIGIDO
Primer estrato:
A 1m : E = 9000 T/m2
ν = 0,30
A 2m : E = 10500 T/m2
ν = 0,31
A 3m : E = 13500 T/m2
ν = 0,33
A 4m : E = 15000 T/m2
ν = 0,34
COMPARACIÓN ENTRE TIPO DE SUELOS

13. COMPARACIÓN ENTRE TIPO DE SUELOS
SUPERESTRUCTURA
20
30
40
50
60
70
80
90
FLEXIBLE INTERMEDIO RIGIDO
DesplazamientosenX(mm)
DESPLAZAMIENTOS

14. COMPARACIÓN ENTRE TIPO DE SUELOS
SUBESTRUCTURA
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
FLEXIBLE INTERMEDIO RIGIDO
AsentamientosenZ(mm)
ASENTAMIENTOS

15. ¡MUCHAS GRACIAS!
genner_vc@hotmail.com