Recibido: 31/07/2025
Aceptado: 27/03/2026
https://revistas.unj.edu.pe/index.php/pakamuros
151
Volumen 14, Número 1, Enero- Marzo, 2026, Páginas 151 al 171
DOI: https://doi.org/10.37787/a3qpe512
ARTÍCULO DE REVISIÓN
Metodologías para interacción suelo - estructura en edificaciones: Una revisión
sistemática
Methodologies for soil-structure interaction in buildings: A systematic review
Franklin Cueva
1
, Juan Tenorio
2
, Nelson Quiñones
3
, Luis Vilcarromero
4
, José Piedra
5
, Billy Cayatopa
6
,
y Marcos Gonzales
7
*
RESUMEN
La interacción suelo-estructura (ISE) es un aspecto fundamental para la evaluación sísmica en
construcciones, especialmente en terrenos con escasa capacidad de soporte. El presente artículo tiene
como objetivo analizar comparativamente las metodologías de SSI aplicadas a edificaciones mediante
una revisión sistemática de la literatura científica, se desarrolló siguiendo el protocolo PRISMA,
consultando las bases de datos Scopus, Web of Science y Google Scholar entre el 2000–2024. Tras
aplicar criterios de inclusión y exclusión, se seleccionaron 40 estudios relevantes. Los resultados
muestran que el 55 % de los trabajos emplea métodos numéricos basados en elementos finitos, el 25 %
modelos analíticos simplificados y el 20 % enfoques híbridos o experimentales. La literatura coincide
en que la ISE puede incrementar el periodo estructural entre 10 % y 40 % y los desplazamientos laterales
hasta en 60 %, además de modificar la distribución de fuerzas internas. Se concluye que la consideración
de la ISE es especialmente relevante en edificaciones sobre suelos blandos y en análisis sísmico no
lineal, recomendándose el uso de modelos numéricos acoplados para estudios de desempeño estructural.
Palabras claves: Interacción suelo – estructura, edificios, revisión sistemática, respuesta
sísmica.
ABSTRACT
Soil-structure interaction (SSI) is a fundamental aspect of seismic assessment in buildings, especially
on sites with low bearing capacity. The aim of this article is to comparatively analyze SSI methodologies
applied to buildings through a systematic review of the scientific literature. It was developed following
the PRISMA protocol, consulting the Scopus, Web of Science, and Google Scholar databases between
2000 and 2024. After applying inclusion and exclusion criteria, 40 relevant studies were selected. The
results show that 55% of the studies use finite element-based numerical methods, 25% use simplified
analytical models, and 20% use hybrid or experimental approaches. The literature agrees that ISE can
increase the structural period by 10% to 40% and lateral displacements by up to 60%, in addition to
modifying the distribution of internal forces. It is concluded that the consideration of ISE is particularly
relevant in buildings on soft soils and in nonlinear seismic analysis, and the use of coupled numerical
models is recommended for structural performance studies.
Keywords: Soil-structure interaction, buildings, systematic review, seismic response.
*Autor por correspondencia
1
Universidad Nacional de Jaén, Perú. Email:
franklin.cueva@est.unj.edu.pe,
juan.tenorio@est.unj.edu.pe, nelson.quinones@est.unj.edu.pe,luis.vilcarromero@est.unj.edu.pe,
jpiedrat@unj.edu.pe, billy_cayatopa@unj.edu.pe, marcos_gonzales@unj.edu.pe
Metodologías para interacción suelo - estructura en edificaciones
152
INTRODUCCIÓN
Últimamente, la interacción suelo-estructura (ISE) ha vuelto al centro del debate; esto,
principalmente, por la urgente necesidad de modelos sísmicos más confiables y cercanos a la
realidad. Como bien señala Acuña Izquierdo et al. (2023) en su exhaustiva revisión del estado
del arte, existen avances notables en metodologías analíticas, numéricas y experimentales; sin
embargo, resulta preocupante su escasa implementación en el diseño convencional de
edificaciones. Esta evidente brecha entre lo teórico y lo práctico no es trivial; por ello, ha
impulsado nuevas investigaciones que priorizan las condiciones reales de los entornos urbanos
y la complejidad geotécnica inherente. Asimismo, Vicencio y Saavedra (2023) profundizan en
un aspecto clave: el fenómeno de la ISE en Sistemas Vecinos (SSI). El presente trabajo
demuestra que, en áreas altamente pobladas, la cercanía entre edificios puede influir en la forma
en que responden ante un sismo, ya sea amplificando o disminuyendo sus efectos, algo que los
enfoques actuales de diseño estructural pasan por alto. Este planteamiento hace posible que la
interacción suelo-estructura permita superar la visión tradicional que considera la relación directa
entre la edificación y el terreno. En cambio, propone una relación más integrada con el entorno,
lo que permite comprender mejor el contexto como la forma en que se organiza el espacio.
Bapir, Abrahamczyk y Wichtmann (2023), al centrarse en la modelización, hacen un repaso de
las técnicas más usadas y destacan las ventajas que ofrece la modelización numérica en 3D frente
a los métodos más sencillos. Los resultados muestran la forma en que se comportan las
fundaciones depende mucho del tipo de suelo y de cómo se relacionan sus partes. Por ello, es
muy importante conocer bien cómo reaccionan las construcciones durante un terremoto. Peng
et al. (2025) destaca las técnicas más modernas para estudiar la interacción suelo-estructura y
aprovechar mejor la inteligencia artificial junto con los métodos tradicionales. Además, señalan
que una de las mayores dificultades en el campo es la ausencia de estándares claros.
Objetivo general
Analizar comparativamente las metodologías de interacción suelo-estructura aplicadas a
edificaciones mediante una revisión sistemática de literatura científica
Objetivos específicos
Identificar las metodologías de ISE utilizadas en edificaciones.
Comparar sus ventajas, limitaciones y campos de aplicación.
Cueva et al.
153
Evaluar su influencia en la respuesta estructural sísmica.
Pregunta de investigación
¿Qué metodologías de interacción suelo-estructura se emplean en edificaciones y cuáles son
sus ventajas, limitaciones y efectos en la respuesta estructural?
Alcance de la investigación
La revisión se enfoca en edificaciones de concreto armado, cimentadas sobre suelos
deformables, considerando estudios publicados entre 2000 y 2024 relacionados con análisis
sísmico y respuesta dinámica.
MATERIALES Y MÉTODOS
La revisión sistemática del presente artículo, se desarrolló siguiendo el protocolo Prisma.
Fuentes de información
Se consultaron bases de datos como: Scopus, Web of Sience y Google Scholar.
Estrategia de búsqueda
Se hizo la búsqueda combinando palabras claves en inglés como en español como son: soil –
structure interaction, building, foundation flexibility, edificaciones, respuesta sísmica,
interacción suelo – estructura, entre otros.
Criterios de inclusión
Para la inclusión de investigaciones se tomaron en cuenta: estudios sobre ISE en edificaciones,
análisis analítico, numérico o experimental, las publicaciones entre el año 2000 al 2024 y
artículos revisados por pares.
Clasificación de metodologías
En los estudios actuales sobre la interacción suelo-estructura, se usan principalmente tres
métodos: analíticos simplificados, numéricos y los híbridos y experimentales. Los análisis
teóricos, como los de Bahuguna y Firoz (2023), ayudan a representar el terreno de manera que
se mejore la respuesta de la estructura. Por otro lado, los modelos estadísticos, como el de Kar
et al. (2023), brinda describir el comportamiento estructural en 3D y bajo condiciones
complejas, lo que es especialmente útil cuando el suelo es heterogéneo. Finalmente, se
requieren métodos experimentales, como ensayos en mesa vibratoria, para verificar los
supuestos teóricos y simular condiciones sísmicas reales, como lo demuestran recientes
Metodologías para interacción suelo - estructura en edificaciones
154
experimentos de laboratorio de alta resolución (Chorafa et al., 2024). En esta investigación se
opta por indagar un modelo analítico simplificado, que permite analizar de manera conceptual
los efectos de la ISE sobre parámetros dinámicos clave y comparar sus resultados con
referencias bibliográficas actuales. Para confirmar los modelos teóricos y repetir condiciones
reales de sismo, se necesitan métodos experimentales como las pruebas en mesa vibratoria,
como muestran los estudios recientes de Chorafa et al. (2024). En este trabajo, se elige usar un
modelo analítico simplificado que ayuda a entender de forma básica cómo la interacción suelo-
estructura interfiere en los parámetros dinámicos importantes, y a comparar esos resultados
con estudios actuales.
Modelo de estructura
La superestructura se representa mediante un modelo de un grado de libertad (SDOF), el cual
incluye una masa concentrada (m), una rigidez lateral (𝑘
𝑠
) y un coeficiente de amortiguamiento
estructural (𝑐
𝑠
). Este esquema es ampliamente aceptado para la representación idealizada de
edificaciones en estudios dinámicos preliminares, ya que facilita el análisis de la respuesta ante
excitaciones sísmicas laterales y permite diferenciar los efectos de la fundación sobre el
comportamiento global.
Modelo de cimentación y suelo
El modelo del terreno se representa mediante elementos equivalentes que simulan su
comportamiento elástico y su disposición de disipación de energía. Para ello se consideran la
rigidez horizontal (𝑘
𝑔
), la rigidez rotacional (𝑘
𝜃
) y el amortiguamiento por radiación (𝑐
𝑔
).
Estos parámetros se calcularon a partir de expresiones propuestas por Gazetas (1991),
complementadas con ajustes empíricos modernos según las recomendaciones de Wolf (1985)
y revisiones actualizadas por Acuña Izquierdo et al. (2023). La fundación se asume superficial
y de base circular, lo que permite aplicar fórmulas generalizadas para calcular impedancias
dinámicas. El sistema completo suelo-estructura se modela como una combinación acoplada
masa-resorte-amortiguador, lo que posibilita capturar tanto la interacción inercial como la
flexibilidad del terreno.
Cueva et al.
155
Tipos de suelos considerados
Se consideraron tres tipos de suelo representativos para evaluar la sensibilidad del sistema ante
diferentes condiciones geotécnicas, las cuales son:
Tipo de suelo
Módulo de corte GG (MPa)
Densidad ρ\rho (kg/m³)
Suelo rígido
1200
2200
Suelo intermedio
150
1900
Suelo blando
40
1700
Esta clasificación sigue lineamientos clásicos (Veletsos & Meek, 1974) y ha sido empleada en
estudios contemporáneos para la validación de modelos simplificados (López et al., 2022;
Kurniawandy et al., 2025).
Procedimiento de análisis
La ecuación del movimiento se formuló considerando la acción sísmica como una
aceleración basal
g(t)\ddot{u}_g(t) g(t), con las fuerzas internas correspondientes a la estructura y el suelo
expresadas en términos de desplazamiento relativo. Para su resolución, se aplicó el método de
Duhamel en escenarios idealizados, y la integración numérica mediante el método de
Newmark-beta para casos con señales sísmicas reales. El análisis se llevó a cabo en el dominio
del tiempo, utilizando como entrada tanto acelerogramas sintéticos como registros sísmicos
reales escalados. Los parámetros evaluados incluyen el alargamiento del periodo natural, los
desplazamientos máximos y la variación en fuerzas internas (momentos flectores y cortantes)
con respecto al modelo de base rígida. Cabe destacar que esta metodología se alinea
directamente con las prácticas de simulación dinámica simplificada; precisamente, las
recomendadas por Stewart et al. (2022) y Peng et al. (2025). Sin embargo, esta aproximación
simplificada —aunque pragmática— plantea interrogantes críticos: ¿hasta qué punto la
reducción de complejidad sacrifica precisión en escenarios sísmicos realistas?, cuestión que
exige una evaluación rigurosa en futuras aplicaciones.
Metodologías para interacción suelo - estructura en edificaciones
156
RESULTADOS
Para contextualizar y, sobre todo, contrastar rigurosamente los resultados propios de esta
investigación; se ha desarrollado una revisión sistemática de estudios recientes sobre interacción
suelo-estructura (ISE). Dicha recopilación que incluye cuarenta artículos científicos publicados
en el último quinquenio — aborda metodologías diversas como: Métodos analíticos
simplificados incluyen los modelos de resortes equivalentes tipo Winkler o Pasternak y
representaciones de un grado de libertad. Su principal ventaja es la simplicidad y bajo costo
computacional; sin embargo, presentan limitaciones para representar continuidad del suelo y
efectos tridimensionales. Métodos numéricos, son modelos basados en elementos finitos (FEM)
y elementos de contorno (BEM) permiten representar el acoplamiento suelo-estructura con
mayor precisión. El 55 % de los estudios revisados emplea FEM tridimensional. Su limitación
principal es el alto costo computacional y la necesidad de parámetros geotécnicos detallados.
Métodos híbridos y experimentales incluyen subestructuración dinámica y ensayos en mesa
vibradora, representan el 20 % de los estudios y permiten validación experimental, aunque su
aplicabilidad práctica es más limitada. Después de la revisión sistemática, la literatura coincide
en que la ISE: incrementa el periodo estructural entre el 10% y 40%, aumenta los
desplazamientos laterales hasta un 60%, modifica las fuerzas internas, incrementa
amortiguamiento efectivo del sistema.
DISCUSIÓN
La comparación integral de los estudios analizados evidencia una convergencia técnica clara
respecto a los efectos de la interacción suelo-estructura (ISE) en la respuesta sísmica de
edificaciones. En el estudio de López et al. (2022), se demuestra que la incorporación de la
flexibilidad del suelo mediante resortes equivalentes incrementa el período fundamental,
modifica el cortante basal y genera aumentos en derivas y cuantías de refuerzo, lo que repercute
directamente en el diseño estructural; de manera similar, Villarreal, Cerna y Espinoza (2017),
evidencia que la modelación dinámica de la cimentación, a través de diferentes formulaciones
de rigidez, altera las formas modales, incrementa desplazamientos y modifica la distribución
de esfuerzos en muros y plateas. Estos hallazgos coinciden Won, J. & Shin, J. (2021), el cual,
mediante modelación numérica avanzada, confirma que la deformabilidad del suelo incrementa
los períodos y amplifica desplazamientos, especialmente en suelos blandos, así como con el
estudio de Kar, S., Athawale, A., Bhushan, M., & Roy, L. (2023), que emplea modelación por
Cueva et al.
157
elementos finitos y enfoques probabilísticos para demostrar que la ISE modifica
significativamente las propiedades dinámicas y puede generar tanto reducción como
amplificación de fuerzas internas dependiendo del acoplamiento dinámico suelo-estructura. En
conjunto, los cuatro trabajos no presentan contradicciones sustanciales, sino diferencias
asociadas al nivel de complejidad metodológica; todos coinciden en que la hipótesis de base
rígida puede subestimar deformaciones y alterar la estimación real de la demanda sísmica,
particularmente en suelos de baja rigidez, por lo que la inclusión explícita de la interacción
suelo-estructura resulta técnicamente necesaria para lograr una representación más realista y
confiable del comportamiento sísmico estructural. Diversos estudios han demostrado que la
interacción suelo-estructura incrementa el periodo fundamental de edificaciones debido a la
flexibilidad de la cimentación y del suelo (Stewart et al., 1999; Villarreal Castro et al., 2021;
López et al., 2022; Kar et al., 2023).
Para las limitaciones del estudio, se observó una escasez relativa de estudios enfocados en
edificaciones típicas de regiones latinoamericanas y en suelos tropicales o altamente
compresibles, lo que limita la extrapolación directa de algunos hallazgos a contextos
geotécnicos locales. La mayoría de investigaciones proviene de regiones con suelos y prácticas
constructivas distintas; así como también la reducida disponibilidad de datos experimentales a
escala real o ensayos dinámicos de campo que permitan validar modelos numéricos de
interacción suelo-estructura.
En una línea futura de investigación, seria integrar explícitamente el ISE en metodologías de
evaluación de desempeño sísmico y análisis no lineal de edificaciones, particularmente en la
estimación de derivas, demandas de deformación y formación de mecanismos de colapso.
Esto permitiría cuantificar su impacto en estados límite de desempeño y funciones de
fragilidad.
CONCLUSIONES
La revisión sistemática permitió identificar y comparar las principales metodologías de
interacción suelo-estructura aplicadas a edificaciones.
Los métodos numéricos basados en elementos finitos constituyen el enfoque más preciso y
utilizado, mientras que los modelos analíticos simplificados mantienen utilidad en análisis
preliminares.
La literatura evidencia que la interacción suelo-estructura puede incrementar el periodo
Metodologías para interacción suelo - estructura en edificaciones
158
estructural entre 10 % y 40 % y los desplazamientos laterales hasta 60 %, además de modificar
la distribución de fuerzas internas y la formación de rótulas plásticas. Estos efectos son más
significativos en edificaciones sobre suelos blandos y en análisis sísmico no lineal.
Se concluye que la consideración de la ISE mejora la evaluación de la respuesta sísmica y el
desempeño estructural de edificaciones, recomendándose el uso de modelos acoplados suelo-
estructura en estudios avanzados y evaluaciones de seguridad sísmica.
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Infrastructure Engineering, 39(12), 1886–1908. https://doi.org/10.1111/mice.13163
Zhu, Y., Wang, W., Xu, Z., Chen, J., & Zhang, J. (2025). Análisis numérico hidromecánico
de una excavación profunda de doble pared en un estrato multiacuífero considerando
la interacción suelo- estructura. Buildings, 15(6), 989.
https://doi.org/10.3390/buildings15060989
Metodologías para interacción suelo - estructura en edificaciones
164
METODOLOGÍA
RESULTADOS
El estudio utiliza un modelo numérico
particionado. Se emplean técnicas avanzadas
de elementos finitos con
discretización mediante elementos
hexaédricos y un enfoque arbitrario
lagrangiano-
euleriano (ALE).
Obteniendo que la ISE afecta significativamente
la respuesta del edificio al viento. La presencia del
suelo contribuye a reducir la inestabilidad
aeroelástica causada por el desprendimiento de
vórtices.
El estudio transforma el sistema de
cimentación en resortes equivalentes para
evaluar la ISE en el rango lineal.
Se observa un aumento en los períodos
estructurales cuando se integra la ISE. Hay un
aumento en la cantidad de estribos por metro
lineal en columnas (3%-11%) y vigas (5%-45%).
El estudio desarrolla un modelo analítico
basado en plasticidad para la ISE en medios
heterogéneos. Se emplea un enfoque de masa
concentrada.
La ISE reduce la respuesta sísmica en algunos
casos, pero puede amplificarla en terremotos de
campo cercano, La metodología analítica es
computacionalmente más eficiente que el
enfoque FEM,
reduciendo el tiempo de cálculo de horas a
minutos.
Se enfatizan los enfoques clave para analizar
los problemas de interacción sísmica suelo-
estructura
SSI),
investigando
la interacción
dinámica entre la estructura y el suelo mediante
diversas metodologías de
investigación.
Este estudio incorpora múltiples publicaciones y
ofrece una revisión a fondo del estado actual de
los estudios dinámicos de SSI considerando las
estructuras circundantes.
ANEXO 01
Cueva et al.
165
Francisco Calderín-Mestre, David
Almenarez-Labanino y Daniel Boada-
Fernández
Se realiza un análisis comparativo entre los
códigos de diseño sísmico ASCE 7-10 (EE.UU.)
y No.103-BIS (México), utilizando modelos
simplificados.
La inclusión de la ISE reduce el
cortante basal en semejanza con el
análisis convencional. Se observa un
incremento en los desplazamientos
horizontales cuando se considera la
flexibilidad del suelo.
Qiang Guo, Minyao Xu,
Guizhong Xu y Huiling Xu
El estudio desarrolla un modelo unidimensional
para analizar la interacción fluido-estructura-
suelo en tuberías de agua empotradas en suelo
compactado. Se
emplea
el
método
de
volúmenes finitos (FVM).
La ISE modifica la respuesta dinámica
de la tubería, afectando la presión
hidráulica y la tensión estructural, - La
inclusión del PSC reduce la vibración
axial, mejorando la estabilidad del
sistema.
Saurabh Shekhar Kar, Anupama
Arunkumar Athawale, Mani Bhushan
y Lal Bahadur Roy
El estudio analiza la interacción dinámica suelo-
estructura (SSI) en edificios de varios pisos
mediante dos enfoques Método de Elementos
Finitos (FEM) y Regresión de Máquina de
Probabilidad Minimax (MPMR).
La ISE influye en la respuesta sísmica,
modificando desplazamientos y
esfuerzos internos. Su consideración
resulta clave en el análisis estructural,
ya que afecta tanto la distribución de
cargas como el comportamiento del
sistema constructivo.
Kuo Hung Chao, Yu-Chi Sung,
Xiao-Qin Liu y Chin-Kuo Su
El estudio propone un método basado en la
resistencia para evaluar el efecto del efecto
cortante sobre el efecto de la estructura del
suelo (SSI) y
previene el efecto del SSI en terremotos de
campo cercano.
Se observa que la superestructura
absorbe la mayor parte de la energía,
ejerciendo su comportamiento
inelástico con efectos menores del SSI.
Sairam Mathukumalli,
Lingeshwaran Sunny Agarwal
El análisis del comportamiento sísmico en la
zona de contacto entre el terreno y la edificación
se realizó mediante el uso del programa
SAP2000. La forma en que estos dos elementos
se relacionan afecta la temperatura del subsuelo,
puesto que cambia el movimiento y hace que
la estructura se tensione.
Se observa un incremento en los
desplazamientos horizontales cuando se
considera la flexibilidad del suelo
Metodologías para interacción suelo - estructura en edificaciones
166
Yinhang Zhu, Wei Dong Wang,
Zhonghua Xu, Jinjian Chen y Ji
Zhang
El estudio desarrolla un modelo numérico
hidromecánico tridimensional para evaluar
el rendimiento de una excavación profunda en un
estrato multiacuífero. Se validó el modelo
comparando las deflexiones de muro calculadas y
medidas
Al incrementarse la tasa de bombeo, se
mejora la tensión efectiva, lo cual
demuestra que mantener la integridad
del suelo es clave para diseñar
excavaciones profundas más seguras.
Ankit Nautiyal y Sarita Singla
Se emplean los programas MIDAS y LPile para
modelar y evaluar el impacto de SSI en el
desempeño estructural.
Al evaluar los modelos fijos y
variables, se identificaron aspectos
claves que afectan en la forma y el
comportamiento de los puentes durante
un sismo.
Sefa Uzun y Yusuf Ayvaz
El análisis de la ISM se realiza típicamente
mediante métodos directos o de subestructura.
Ambos enfoques implican el uso de modelos
numéricos con dominios computacionales
incompletos o de orden reducido
Esta investigación contribuye al campo
al proporcionar un marco sólido para
simular interacciones complejas de
ondas sísmicas en problemas 2D
Dimitris Sotiriadis, Nikolaos
Klimis, Albahaca Margaris,
Anastasios Sextos y Panayotis
Pelekis
Se emplea un procedimiento de análisis de
subestructuras, verificando expresiones
analíticas previas y ampliando modelos de
predicción de movimiento
del
terreno
(GMPM).
Se observa que la SSI reduce la
aceleración espectral en estructuras
rígidas.
Seyma Teberik, Fatih Celik y
Ersin Aydin
Se realizaron experimentos en mesa vibratoria
con modelos a escala y análisis numéricos
basados en datos
experimentales.
Los sistemas de arriostramiento
diagonal de acero mejoran la
resistencia sísmica, pero pueden
aumentar las fuerzas cortantes en la
base.
Maciej Zajac, Krystyna Kuzniar y
Tadeusz Tatara
El análisis numérico se centra en el análisis de la
transferencia de vibraciones desde el suelo libre
hasta la base del edificio para el techo de un
edificio de pendiente normal.
Se emplea un modelo numérico
tridimensional de elementos finitos
(FEM 3D), Se emplea un modelo
numérico tridimensional de elementos
finitos (FEM 3D).
Cueva et al.
167
Alex Kurniawandy, Cindy Dayu
Tiara, Riza Aryanti y Muhammad
Aminsyah
Se emplean análisis dinámicos lineales con
espectros de respuesta sísmica y análisis
pushover no lineal para evaluar
el comportamiento estructural.
La fuerza cortante basal disminuye en
un 18% en X y un 16% en Y. El
desplazamiento máximo aumenta en un
29% en X y un 24% en Y.
Zhishan Li, Xiuli Du
Modelado numérico del análisis SSI sísmico a
gran escala para superar las limitaciones d e l
software existente de análisis de elementos
finitos (FEA).
Los métodos actuales de modelado de
elementos finitos presentan
dificultades para establecer modelos
refinados de SSI a gran escala. En este
artículo, se presenta un método de
elementos finitos (MEF) explícito.
Jongmuk Won y Jiuk Shin
El estudio propone un modelo basado en redes
neuronales artificiales (RNA) para predecir daños
sísmicos en estructuras considerando la ISE.
Se observó que la flexibilidad del
suelo amplifica los desplazamientos
estructurales, afectando la seguridad
del edificio.
Panagiota S. Katsimpini, George
Papagiannopoulos y George
Hatzigeorgiou
El estudio desarrolla un modelo numérico
integral que incorpora la ISE, la propagación
de ondas sísmicas puede amplificar o atenuar
la respuesta estructural, dependiendo
de la velocidad de
la onda y las condiciones del suelo.
La inclusión de SSI reduce la
aceleración espectral en estructuras
rígidas, mejorando la resiliencia del
puente.
Elisavet Chorafa, Eumorfia
Skrapallou y Panagiota Katsimpini
Se realizaron análisis no lineales de historia
temporal en pórticos de 2, 4 y 6 pisos bajo
cinco secuencias sísmicas reales y diversas
condiciones de suelo.
La inclusión de SSI reduce las ratios de
deriva y las aceleraciones, pero
aumenta los períodos y
desplazamientos. Los edificios más
altos presentaron ratios de deriva entre
pisos más bajos, mientras que el
segundo piso experimentó el mayor
desplazamiento en todas las alturas del
edificio.
Metodologías para interacción suelo - estructura en edificaciones
168
Hyun-Uk Kim, Jeong-
Gon Ha, Kil-Wan Ko y
Dong-Soo Kim
El estudio propone un
procedimiento analítico para
optimizar dos parámetros clave de
la interacción suelo-estructura
(SSI)
La profundidad efectiva óptima del perfil se establece en cuatro
veces el radio de la cimentación, lo que mejora la exactitud en la
estimación de la respuesta sísmica.
Shaolin Chen, Hao Lv y
Guoliang Zhou
El estudio propone el método
PASSI para mejorar la eficiencia
computacional del análisis de
la ISE.
Se observa que el método particionado mejora la precisión en
comparación con enfoques tradicionales.
Mehndi Ebadi-Jamkhaneh
El estudio analiza la respuesta
sísmica de dos edificios de 20
pisos con diferentes sistemas de
soporte de carga lateral,
considerando la ISE.
Los muros de corte mejoran la resistencia sísmica hasta en un
56% en comparación con estructuras sin refuerzo lateral.
Ayman Abd-Elhamed y
Sayed Mahmoud
El estudio modela la interacción
fluido-estructura-suelo mediante
un sistema de tres grados de
libertad para el fluido y un modelo
de masa-resorte-amortiguador
para el suelo/cimentación
- La interacción suelo-tanque amplifica la respuesta inducida,
afectando el cortante basal, el momento de vuelco y el
desplazamiento de las masas convectiva e impulsiva.
Genner Alvarito Villarreal
Castro, Marco Antonio
Cerna Vásquez y César
Ubaldo Espinoza Torres
El estudio analiza la ISE en
edificaciones con muros de
ductilidad limitada, considerando
la flexibilidad de la cimentación.
Se emplean modelos dinámicos,
La flexibilidad de la cimentación incrementa los
desplazamientos laterales hasta un 35%. - Se observa un aumento
del período de vibración en un 24.67% al considerar la ISE.
Mohammad Bakhshandeh
y Meisam Mahboubi
Niazmandi
Se emplea modelado numérico
con el método de elementos
finitos (FEM) en ABAQUS
La respuesta sísmica reduce a medida que crece el número de
pisos y la irregularidad. La ISE amplifica los efectos
sísmicos, especialmente en suelos blandos.
Cueva et al.
169
Jonathan P. Stewart,
Raymond B. Seed y
Gregory L. Fenves
El estudio utiliza análisis de
identificación de sistemas para
evaluar los efectos de la ISE.
La interacción inercial puede ser significativa, afectando el
alargamiento del período fundamental y el amortiguamiento de la
cimentación.
Jonny D. Patricio,
Alexandre D. Gusmao,
Silvio R. M. Ferreira,
Fernando A. N. Silva,
Hassan Jafarian
Kafshgarkolaei, Antonio
C. Azevedo y João M. P.
Q. Delgado
Se realizó un retroanálisis del
módulo de elasticidad para
obtener parámetros geotécnicos y
predecir asentamientos mediante
la teoría de elasticidad.
El módulo de elasticidad disminuyó a medida que avanzaba la
construcción, siendo las partes del vertedero más vulnerables.
Los asentamientos por fluencia representaron
aproximadamente el 20% del total en algunos bloques.
Shasha Lu, Dongxu Zhao,
Junwu Dai, Hang Yin y
Laigui Wang
Se introduce un modelo
constitutivo de Kelvin para
abordar la no linealidad del suelo
y se diseñan ocho condiciones de
trabajo para evaluar la respuesta
sísmica del sistema.
El pilote del puente atenúa las respuestas dinámicas del túnel
lateral y del suelo cercano. La presencia de ambas estructuras
incrementa la fuerza interna en las estructuras adyacentes.
XiaoYu Yan ,
ShanShan Cao y Zhuo
Zhao
En este trabajo, se diseñó y fabricó
un modelo de puente rígido de
gran luz, a escala 1/10, y se realizó
un ensayo de mesa vibratoria
considerando el efecto de
las
ondas
viajeras
y
la
interacción sueloestructura
El metodo de ensayo de subestructura en tiempo real descrito en
este articulo resolvió los problemas de que el experimento
tradicional de caja de suelo no se puede aplicar a la prueba de un
modelo a gran escala.
Arcan Yanik y Yalcincan
Ulus
El estudio implementa
analíticamente la ISE en
estructuras con aislamiento
sísmico en la base (BI).
La inclusión de SSI reduce la efectividad del sistema de
aislamiento sísmico, especialmente en suelos blandos. Se
observa que la elongación del período fundamental disminuye la
aceleración espectral de la estructura
Metodologías para interacción suelo - estructura en edificaciones
170
Konstantinos Kassas,
Orestis
Adamidis e I
oannis Anastasopoulos
Se emplean análisis
hidromecánicos acoplados
utilizando el modelo constitutivo
PM4Sand.
La interacción SSI reduce el asentamiento de los edificios, pero
incrementa la rotación, afectando la estabilidad estructural.
Jinsong Gan, Peizhen Li y
Qiang Liu
Se emplea el modelo de
Davidenkov para el
comportamiento del suelo y un
límite artificial de resorte viscoso.
La respuesta sísmica estructural puede aumentar o disminuir
debido a la SSI, dependiendo más de las características
estructurales que de la ubicación de los edificios.
Gulcin Tekin y Soner
Gencer
El estudio desarrolla un modelo
dinámico simplificado para
analizar la ISE en el
comportamiento sísmico de las
estructuras.
Cimentaciones más grandes (20 m × 20 m y 30 m × 30 m) aumentan
la respuesta sísmica, haciendo que la estructura se comporte como
una base fija. Cimentaciones más pequeñas (10 m × 10 m)
incrementan la flexibilidad estructural, especialmente en suelos
blandos.
Weifeng Tao, Jia Fu y
Yugang Li
Se desarrolla un modelo
simplificado compuesto por un
oscilador de un grado de libertad
(SDOF).
La ISS reduce la amplitud pico de la respuesta estructural en el
control de la frecuencia. Sin embargo, en el dominio del tiempo,
la ISS puede amplificar las respuestas dinámicas en
un 15-20% de los casos analizados.
Hamza Gullu y Ozan
Natur
Se emplea una simulación
tridimensional de elementos
finitos, considerando la variación
no lineal de la rigidez del suelo.
Se observa una reducción en la aceleración máxima capturada en
la cimentación y una disminución de la demanda de esfuerzo
cortante basal. Los desplazamientos máximos de planta cambian
significativamente en los pisos inferiores, aumentando las derivas
entre plantas.
Fujian Yang, Haonan
Zhao, Tianchang Ma, Yi
Bao, Kai Cao y
Xiaoshuang Li
Se emplea un método de análisis
numérico tridimensional (3D) en
ABAQUS.
La unión del muro del núcleo de hormigón armado con la losa del
basamento es una región crítica de concentración de tensiones, con
alta sensibilidad a las condiciones del sitio. Las IDR máximas
muestran mayor variación en ángulos de incidencia entre 20 y 30
grados, con un efecto más
pronunciado en intensidades sísmicas de 0,3 g.
Cueva et al.
171
Ricardo Morais Lanes,
Marcelo Greco y Valerio
da Silva Almeida
Se emplea el Método de
Elementos de Contorno (BEM)
con la solución fundamental de
Mindlin para calcular el
desplazamiento.
La metodología propuesta reduce el costo computacional en
comparación con modelos convencionales de elementos finitos. Se
concluye que la superestructura debe dimensionarse para tolerar
esfuerzos adicionales o reforzarse cuando sea necesario.
Valentina Blazón, Shahin
Huseynli, Flavia De Luca,
Dimitris Karamitros,
Rafael De Risi y Enrico
Spacone
El estudio utiliza un modelo
numérico tridimensional en LS-
DYNA para simular el
comportamiento de edificios de
baja y gran altura frente a
movimientos sísmicos con alta
frecuencia dominante. Se analizan
distintas condiciones de suelo y se
compara la respuesta estructural
considerando o no la ISE.
Los resultados revelan que la inclusión de la ISE reduce la
frecuencia natural y aumenta el amortiguamiento, pero puede
amplificar los desplazamientos relativos en estructuras bajas,
particularmente cuando la frecuencia del sismo coincide con la del
sistema acoplado.
Imtiaz Akbar Najar,
Raudhah Ahmadi, Akenn
Gbenga Amuda, Raghad
Mourad, Neveen El
Bendary, Idawati Abu
Bakar y Shanshan Tang.
El artículo proporciona una
revisión exhaustiva de los
métodos analíticos, estadísticos y
analíticos para el modelado de la
estructura del suelo y describe sus
aplicaciones legales e históricas.
Se identifican las limitaciones de las aplicaciones de ISE y se
presentan desarrollos recientes, como el uso de aprendizaje
automático y soluciones híbridas. Se concluye que, si bien ISE
puede mejorar considerablemente la precisión del análisis sísmico,
persisten problemas de integración con los códigos de
construcción, la verificación de análisis y el alto costo
computacional.