Bueno, si me preguntas, nunca considero las fuerzas sísmicas como “fuerzas” sino como propiedad natural de la estructura misma. Si tienes masa, tienes fuerzas. No importa qué. Las fuerzas sísmicas están ausentes, ya sea cuando la masa de la estructura en sí es cero o la estructura está aislada sísmicamente del origen de las aceleraciones o, en nuestro caso, el terreno.
Ahora, si usted dice que su estructura descansa directamente en el suelo, pero yo diría que siempre hay algún tipo de conexión de corte. ¿Está la columna incrustada en el hormigón presente en la superficie del suelo? ¿La columna está atornillada a una placa base? ¿O la columna de acero está directamente incrustada en el suelo? Si ninguna de estas conexiones está presente, entonces todavía hay algún tipo de conectividad de corte entre la estructura y el suelo. Eso se debe a la fricción entre la estructura misma y la tierra debajo de ella. Pero generalmente ese no debería ser el caso porque creará inestabilidad en la estructura. Como el único grado de movimiento fijo es en dirección vertical, el resto de los 5 son libres. Eso significa que la estructura puede incluso deslizarse de un lugar a otro. Si tal es el caso, arregle la estructura.
Ahora digamos que no hay una conexión de corte entre la columna y el suelo, pero aún existe cierto nivel de rigidez de la conexión de corte debido a la fricción de corte entre la columna y la superficie del suelo, ¿qué sucederá? La parte interesante de aquí es que, considerando el escenario de aquí, el suelo podrá transferir suficiente aceleración sísmica a la estructura, que estará limitada por el coeficiente de fricción estático entre la estructura y el suelo. Una vez que se alcanza ese límite, difícilmente transferirá más aceleración o la estructura difícilmente transferirá más fuerzas al suelo y la estructura comenzará a deslizarse.
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Todos sabemos que el coeficiente de fricción cinética es menor que el de la estática. Por lo tanto, la fuerza de fricción resistente caerá y esta estructura comenzará a deslizarse violentamente y al final creará una gran cantidad de inestabilidad que la estructura colapsará.
El problema que está describiendo aquí es muy complicado a menos que realice un análisis de historial de tiempo dinámico lineal. El período de la estructura cambiará tan pronto como comience a deslizarse a medida que cambie la rigidez de la base en la dirección lateral debido al cambio en el coeficiente de fricción. Esto ayudará a reducir las cargas sísmicas, pero nuevamente debido a la naturaleza de deslizamiento impredecible de los cimientos, nunca se puede saber.
Si está pensando en la necesidad de una conexión de momento, yo diría que no es necesario tener una base fija, se irá una base fijada (la capacidad de resistir solo se reducirá). Actuará como un marco de momento con base fija para que la estructura se desplace más, pero aparte de eso, no sucederá nada.
Conclusión:
La dinámica siempre es muy crítica. Lo más sorprendente es que solo necesitas crear algún tipo de excitación para generar las fuerzas. No tenemos que preocuparnos por generar fuerza, ya que la masa siempre está presente en el edificio. Por ejemplo, un oscilador de 1000 libras en la parte superior de un edificio de 100 pisos cuando se gira a la frecuencia natural del edificio tiene la capacidad de generar suficientes fuerzas laterales para colapsar la estructura. Tomará tiempo, pero puede hacerlo.
Entonces, si realmente tiene una estructura que simplemente descansa sobre el suelo sin resistencia lateral, asegúrese de proporcionarla primero. Una estructura lo necesita o, de lo contrario, actuará como un péndulo invertido que espera colapsar tan pronto como lo moleste.
Consulte: Dinámica de estructuras por Anil K Chopra
