Análisis del comportamiento de un edificio de obra de fábrica sometido a asentamientos inducidos por la perforación de túneles

La obra de fabrica y los asentamientos de apoyo son dos de los temas – en sus respectivos campos - menos estudiados en la ingenieria civil. Sin embargo, la obra de fabrica es un material de construccion milenario, que posee diversas ventajas en relacion al hormigon y al acero (mejor aislamiento acustico y termico; mejor resistencia al fuego; mas estetico; economico; facilidad de transporte; simplicidad de montaje; etc.), siendo uno de los materiales de construccion mas utilizados en EEUU, norte de Europa, etc. Su desuso progresivo en paises como Espana, se debio - entre otras razones – al escaso conocimiento por parte de la comunidad cientifica, en cuanto a su complejo comportamiento – un material compuesto, heterogeneo y anisotropo – a la inexistencia de normas nacionales – hasta hace pocos anos – que reglamentasen su diseno, que incentivasen el arquitecto a su utilizacion y que guiasen el proyectista – por medio de metodos racionales – a su consideracion como una solucion portante de una estructura. De hecho, los primeros modelos numericos, que permitirian su estudio por medio del metodo de los elementos finitos – a nivel macro – datan solamente de 15 anos, siendo todavia escasos los estudios efectuados al respecto; lo que demuestra el atraso tecnologico que este material vivio, comparado con otros como el hormigon o el acero. En la misma linea, los asentamientos de apoyo son un campo del conocimiento bien “abierto”, donde reinan sobre todo las hipotesis – mayoritariamente discordantes - de diversos autores que se propusieron estudiar - en las ultimas decadas - las causas y los efectos que estos ultimos inducirian en las estructuras. El presente trabajo – integrado en el proyecto de investigacion SUBTIS (Estudio de la sensibilidad de las construcciones urbanas existentes a los asentamientos producidos por la tunelacion) de la Universidad Politecnica de Cataluna – tiene como objetivo principal, el analisis numerico del comportamiento de una estructura real de obra de fabrica – dos porticos portantes de un edificio real – danados estructuralmente, debido a asentamientos de apoyos producidos accidentalmente durante la excavacion de un tunel. Para tal, se lleva a cabo, en una primera instancia, un analisis de las lesiones presentes en el edificio estudiado, tratando de relacionar su tipologia, con los asentamientos de apoyo sufridos por el mismo. Seguidamente se concretiza un estudio de macro-modelos numericos, susceptibles de ser utilizados en la modelacion de grandes estructuras de obra de fabrica, comprobando su rendimiento y fiabilidad con un ensayo experimental – de un pequeno muro - documentado en la bibliografia. La validacion de uno de los macro-modelos estudiados anteriormente, conducira a su utilizacion en un analisis numerico – lineal y no lineal - de dos de los porticos portantes del edificio, lo que permitira concluir sobre: 1) la necesidad de ejecucion de cada uno de los dos analisis posibles – lineal o no lineal – para la obtencion de una correcta representacion del comportamiento de la estructura, antes y despues de un asentamiento de sus apoyos; 2) la utilidad de cada uno de los analisis en la prediccion de danos estructurales causados por asentamientos de apoyo; 3) la sensibilidad de los macro-modelos de obra de fabrica, en la prediccion de danos estructurales, causados por asentamiento de apoyos, en grandes estructuras de obra de fabrica.