Modelos simples para el análisis de muros de obra de fábrica cargados en su plano

Resumen

El estudio del comportamiento mecánico-resistente de la obra de fábrica, como material de construcción, empleado en diversidad de edificaciones tanto de carácter histórico como actual, ha sido materia de interés relativamente reciente. Lo anterior, si consideramos lo vasto de los trabajos a nivel científico, realizados a otro tipo de materiales de construcción como el hormigón. Para contribuir en ese campo se ha desarrollado la investigación presentada en esta tesis doctoral, la cual ha estado orientada hacia la búsqueda de métodos simples que permitan de una manera práctica y fácil estimar la carga máxima que pueden soportar los muros en obra de fábrica, sometidos a la acción combinada de cargas verticales de compresión y horizontales de corte. La primera etapa de la investigación estuvo dedicada a la recopilación y análisis minucioso de la literatura existente y referida al estudio del comportamiento mecánico-resistente de muros en obra de fábrica, bien sea a nivel experimental o analítico. Lo anterior, y tal como se muestra en el documento, no descartó el continuar con la consulta permanente en las diferentes fuentes de información para conocer los avances que, sobre la materia, se han ido presentando a medida que avanzaba el desarrollo de la investigación aquí realizada. Las campañas experimentales seleccionadas, sobre muros en obra de fábrica, fueron utilizadas en las etapas siguientes como fuente de calibración y/o validación en los estudios numéricos realizados. Posteriormente, se procedió a seleccionar un micromodelo numérico para ser utilizado como herramienta para verificar y/o ajustar las propuestas iniciales de modelos simples. Estos modelos están basados en el método de las bielas y tirantes, el cual utiliza bielas para representar los campos de compresión y tirantes para las tracciones, formando un mecanismo resistente. Se buscaba que el micromodelo numérico permitiese predecir satisfactoriamente la carga última y los mecanismos de rotura observados experimentalmente en las campañas realizadas sobre muros de obra de fábrica disponibles en la literatura. Los datos disponibles de las campañas experimentales, permitieron validar los micromodelos numéricos utilizados en los dos casos de carga vertical estudiados, compresión y parcial o concentrada. A continuación se realizó un estudio paramétrico para analizar la sensibilidad del comportamiento estructural de muros en obra de fábrica, con el fin de determinar la influencia en la respuesta de diversas variables geométricas y propiedades resistentes. Los resultados del estudio anterior permitieron evaluar la capacidad de los modelos simples para representar, en la respuesta del muro, la influencia de los factores analizados.Para el caso de carga vertical uniforme se pudo evidenciar que, en general, los modelos simples presentaban un satisfactorio comportamiento en la predicción de la respuesta última de los muros evaluados. El caso de carga vertical parcial o concentrada, requirió la necesidad de modificar las propuestas iniciales de modelos simples para incluir en ellos otros factores que, según los resultados obtenidos, inciden en la respuesta del muro. Esto se realizó utilizando las diferentes distribuciones de las tensiones obtenidas numéricamente y su contrastación con el mecanismo resistente propuesto por los modelos simples. Como resultado final del desarrollo de la investigación se presentó una propuesta de método simplificado para el análisis de muros simples en obra de fábrica sometidos a estados biaxiales (compresión y corte) de solicitaciones en su plano. Finalmente, se presentan las conclusiones encontradas en el estudio y se plantean unas líneas de investigación futuras que permitan dar continuidad al trabajo realizado.