Metodo simple para el analisis de muros de obra de fabrica con aberturas bajo solicitaciones en su plano

Resumen

La obra de fábrica es un material que se ha empleado desde tiempos antiguos con fines estructurales. En tiempos modernos las estructuras de obra de fábrica se han usado ampliamente en residencias, comercios y edificios públicos. Debido a esto una parte importante de las construcciones existentes en las áreas urbanas son edificios de obra de fábrica y muchas de estas construcciones forman parte del patrimonio histórico de nuestras ciudades. Es por esto que las paredes de obra de fábrica han sido objeto de estudios por parte de diversos investigadores durante los últimos años. Sin embargo, aún y cuando se han realizado importantes avances en la comprensión del comportamiento estructural de este tipo de elementos, el conocimiento del comportamiento mecánico-resistente de la obra de fábrica es insuficiente y presenta carencias. Además, las investigaciones realizadas generalmente se han centrado en el caso de paredes sin aberturas, por lo que el conocimiento que se tiene sobre las paredes que contienen aberturas es aún menor. Por otra parte, la disponibilidad de métodos de análisis práctico aplicables a este tipo de paredes es bastante reducida. Asimismo, la mayoría de los métodos de análisis propuestos por diversos investigadores para el análisis resistente detallado de muros de obra de fábrica se basan en sofisticadas técnicas de modelación de elevado costo computacional. Por tales motivos el objetivo principal de esta tesis es proponer un método simple para el estudio y la evaluación resistente de muros de obra de fábrica con aberturas, sujetos a la acción combinada de cargas verticales y horizontales aplicadas en el plano, tomando como base los resultados de ensayos experimentales y modelación numérica. Para lograr este objetivo dentro de esta investigación se realiza una campaña experimental con obra de fábrica a escala reducida caracterizando detalladamente los materiales empleados. De igual forma se realiza el ensayo de paredes simples y paredes con aberturas bajo carga vertical uniformemente distribuida y carga horizontal incrementada hasta la rotura. Los resultados obtenidos se emplean en un modelo numérico de comprobada precisión que se utiliza a modo de experimentación numérica para estudiar diversas configuraciones de muros con aberturas. Además se plantean una serie de modelos simples basados en la descripción de estados de equilibrio, los cuales incluyen bielas para representar campos de tensiones de compresión y, en caso necesario, tirantes para describir tracciones asociadas a desviaciones de dichos campos. Finalmente, a partir del estudio y del análisis de los modelos simples validados por comparación con los resultados numéricos y experimentales, se realiza la propuesta de un método simple para el análisis de muros de obra de fábrica con aberturas. Se presentan también las conclusiones que se derivan de este estudio y una serie de posibles líneas de investigación sugeridas para lograr un mejor entendimiento del comportamiento estructural de este tipo de paredes.