Fisuras por punzonamiento en una losa. Caso de estudio

Estimados, en esta oportunidad republicamos un artículo del Blog e-Struct, encontrado en: https://e-struc.com/2017/07/04/fisuras-por-punzonamiento-en-una-losa/ , que como siempre esperamos sea de interés para Uds.

Obra de rehabilitación y detección de fisuras por punzonamiento en una losa.

Fisuras por punzonamiento en una losa de hormigón

En este artículo exponemos el caso de fisuras por punzonamiento en una losa de hormigón sobre pilares metálicos. La reparación se ejecutó con la colocación de capiteles, aumento del canto y armado de la losa.

Como veíamos en el artículo anterior sobre las causas y efectos del punzonamiento, es necesario prever este esfuerzo en el contacto losa-pilar.

Punzonamiento, qué es y cuáles son sus efectos sobre una estructura

Si en la zona de apoyo la superficie de contacto es pequeña y no hay armado suficiente, la tensión supera la de rotura. Si Fp>d.fcd, siendo d el canto de la losa y fcd la resistencia de cálculo del hormigón, no hay equilibrio en el sistema.

Antecedentes y detección de fisuras

Durante las obras de rehabilitación de un edificio se levantaron todos los falsos techos. En el salón de actos había una losa inclinada apoyada sobre pilares metálicos. Sobre algunos pilares había un capitel de hormigón cuadrado de bastante mayor área que la de contacto pilar-losa.

En varios puntos de la losa, junto a los pilares, se apreciaban fisuras.

Fisuras por punzonamiento en una losa de hormigón

Tanto en pilares con capitel como en pilares sin capitel, había fisuras en la cara inferior de la losa. Sin embargo, no eran fisuras muy importantes.

Se abrieron calas en la losa y se comprobó el espesor de la misma. La losa era de 20 cm de canto y además no tenía más que armado en la parte inferior.

Fisuras por punzonamiento en una losa de hormigón

La construcción de los capiteles se infiere que fue debida a la aparición de fisuras por punzonamiento en la zona de apoyo. Estos capiteles ya estaban construidos cuando se demolieron los falsos techos. Es decir, la construcción de los capiteles fue una primera actuación de cara a reducir el esfuerzo de punzonamiento.

Fisuras por punzonamiento en una losa de hormigón

Solución a las fisuras por punzonamiento en una losa

Como veíamos en el artículo sobre el esfuerzo de punzonamiento, éste se reparte de forma tangencial en todo el perímetro de contacto pilar-losa. Las fisuras por punzonamiento en una losa son porque ésta no es capaz de asumir la tensión tangencial. Es necesario reducir esta tensión -aumentar el perímetro o el canto- o bien aumentar la capacidad de la losa.

Por lo tanto, para evitar fisuras de punzonamiento en una losa, tenemos dos opciones:

  1. – Aumentar el perímetro de contacto entre la losa y el pilar. Mediante capiteles de hormigón, como los que se construyeron en este caso.
  2. – Con armadura específica en la cara superior e inferior de la losa, que sea capaz de hacerse cargo de las tensiones en colaboración con el hormigón.

Se hicieron las comprobaciones en los apoyos en el estado actual. Como puede verse en los resultados, no todos eran válidos para resistir el punzonamiento.

Fisuras por punzonamiento en una losa de hormigón

Por otra parte era necesario reforzar la losa, escasamente armada. Ésta no tenía condiciones suficientes para el uso asignado, de modo que se picó toda la superficie, se añadió una armadura y se aumentó el canto total.

Fisuras por punzonamiento en una losa de hormigón

Se realizó la comprobación a punzonamiento con el refuerzo de la losa. Así, bastaba únicamente con el incremento de canto de la misma y con el armado.

Fisuras por punzonamiento en una losa de hormigónTanto en los pilares sin capitel como en los reforzados inicialmente, no era necesario nada más.

Fisuras por punzonamiento en una losa de hormigón

Los angulares metálicos que se aprecian en las imágenes son parte del refuerzo de los pilares. Finalmente se han sellado las fisuras para evitar deterioro en la superficie. Si las fisuras hubieran sido de mayor dimensión habría sido necesario un relleno con mortero.

Fisuras por punzonamiento en una losa de hormigón

Como conclusión, es importante realizar un diagnóstico en las obras de rehabilitación. Las fisuras en elementos estructurales han de seguirse y verificar su origen. Las estructuras con prestaciones insuficientes manifiestan deformaciones excesivas y roturas. Aunque sean de pequeña envergadura, es importante solucionarlas.

Deformación por fluencia en una viga de hormigón.

Estimados, en esta oportunidad republicamos un artículo del Blog e-Struct, encontrado en: https://e-struc.com/2017/11/14/deformacion-fluencia-viga-hormigon/ , que como siempre esperamos sea de interés para Uds.

La deformación a largo plazo es una característica propia de algunos materiales, incluido el hormigón armado.

Deformación por fluencia en una viga de hormigón

Analizamos en este artículo un caso concreto de diagnóstico de las fisuras provocadas en un muro por la deformación por fluencia en una viga de hormigón.

La fluencia es el aumento de deformación bajo carga constante. Es importante considerarla en el análisis estructural, ya que las deformaciones diferidas pueden ser mayores que las iniciales.

La fluencia depende de factores como la resistencia del cemento, el volumen de la pieza y la humedad del ambiente. Es inversamente proporcional a la humedad del ambiente, con lo que los ambientes más secos aumentan la fluencia. También es inversamente proporcional a la resistencia del hormigón.

El caso que nos ocupa es un edificio construido a finales de los años 90. Se empleó hormigón de resistencia característica menor de 25kN/mm2. Además está situado en una ciudad de clima seco. Ambos factores son propicios a la deformación a largo plazo sin que haya aumentos de carga.

Síntomas

En el salón de una vivienda, a los tres años de finalizar las obras, comenzaron a aparecer fisuras en el muro. Se trata de un muro de medio pie de separación entre dos viviendas de diferentes portales. La vivienda está en la planta baja del edificio, sobre el garaje.

En principio se detectaron fisuras horizontales en el muro, a unos 25 cm del techo. Se repararon y se pintó sobre ellas, pero al poco tiempo se volvieron a abrir.

Deformación por fluencia en una viga de hormigón

La fisura se extendió hasta la esquina y comenzó a recorrer el muro en vertical.

Deformación por fluencia en una viga de hormigón

Finalmente se fisuró todo el perímetro del muro. Luego aparecieron fisuras inclinadas que parten de la superior, según el siguiente esquema:

Deformación por fluencia en una viga de hormigón

Al revisar el suelo, se advierte que el rodapié está separado del suelo en el centro del vano, es decir, que la viga ha cedido.

Causas

La deformación por fluencia en una viga de hormigón comienza inmediatamente al entrar en carga. La viga entra en carga nada más construirse el muro de medio pie sobre ella, y comienza la deformación inicial. Durante los primeros años, la deformación por fluencia progresa más deprisa, después se reduce la velocidad, pero no se para.

En este caso concreto, la misma viga con el muro de separación entre viviendas se repite desde la planta tercera hasta la baja. En todas las plantas se han detectado problemas de fluencia, y todos los muros se han fisurado. Cada viga ha descendido y ha transmitido a la viga inferior su propia carga.

Finalmente, la viga de la planta baja cargaba con las de los pisos superiores, pero debajo de ella no había otro muro, sino garaje.

Deformación por fluencia en una viga de hormigón

La deformación de la viga progresa hasta que finalmente el muro se fisura, se desprende y se acodala contra los pilares laterales. Por esa razón el rodapié está separado del solado, porque el muro no puede descender como la viga hacia el centro del vano.

Deformación por fluencia en una viga de hormigón

Las fisuras inclinadas responden a que las cargas se desvían hacia la zona más rígida, en el lateral.

Las fisuras verticales no están exactamente en los bordes del muro, probablemente enjarjados con los perpendiculares. Aunque las mayores tensiones aparecen en los bordes, el muro se ha quebrado en las zonas próximas más débiles.

Deformación por fluencia en una viga de hormigón

Seguimiento y reparación

Aproximadamente a los cinco años las parte más intensa de la fluencia ya ha pasado. La deformación por fluencia en una viga de hormigón, aunque no haya más carga, se seguirá produciendo, pero con menos intensidad. Aunque no haya aumento de carga, y esto es lo más significativo de la fluencia.

Deformación por fluencia en una viga de hormigón

En general es el momento de acometer las reparaciones. Sin embargo, en esta ocasión, la fluencia ha dado lugar a condiciones nuevas de carga sobre la viga. Las fisuras se han manifestado no solo por la fluencia sino por cambios estructurales debidos a las deformaciones de las vigas superiores. La viga ha soportado más carga de la que tenía prevista.

Es necesario primero hacer un seguimiento de las fisuras. Si no progresan se puede reparar, pero en caso contrario es posible que haya que reforzar al menos la viga de la planta baja. Y también tener en consideración la fluencia en el cálculo de una viga de hormigón.

 

Colapsa pasarela atirantada en Bogotá durante la prueba de carga

Estimados, en esta oportunidad les compartimos un artículo del Blog ESTRUCTURANDO, encontrado en: http://estructurando.net/2015/02/05/colapsa-pasarela-atirantada-en-bogota-durante-la-prueba-de-carga/ , que esperamos sea de interés para Uds.

Colapsa pasarela atirantada en Bogotá durante la prueba de carga

En febrero de 2015 colapsó una pasarela atirantada en construcción en la ciudad de Bogotá (Colombia). Dicha estructura iba a ser de uso privado y uniría la Escuela Superior de Guerra y una zona residencial militar. Su inauguración estaba prevista para el mes siguiente con un presupuesto cercano a 1,2 millones de euros.

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Al parecer, el colapso sobrevino mientras estaban realizando la prueba de carga de la estructura. Se habla de cerca de 30 heridos de diversa consideración.

Os dejamos varias fotos de cómo ha quedado la pasarela.

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Morteros, Grouts y Microconcretos

Estimados, queremos compartir en esta oportunidad un artículo del Ing. Humberto Fuchs, especialista en mejoramiento, reparación y protección de estructuras de concreto armado, publicado en “Ingenieros & Arquitectos” https://www.e-zigurat.com/blog/es/concreto-armado-seguimiento-obra/, que esperamos sea de su interés.

morteros1

El asunto que se intenta tratar en este “artículo” es de escaso, más no inexistente, contenido técnico pero que genera, a mí en lo particular, mucha incertidumbre y lo que denomino “cortos circuitos” en un proceso de análisis y de determinar aspectos técnicos. Se tratan de las tres palabras que titulan el presente: MORTEROS, GROUTS Y MICROCONCRETO, en orden cronológico de aparición.

La palabra “MORTERO”, cuando la vinculamos con los materiales y la industria de la construcción es aquel material que se genera de la combinación del cemento portland (cualquiera sea su tipo),  arena y agua, esto en su condición más básica y conocida en todos los países de habla hispana. Es utilizado desde tiempos ancestrales como material de pega de bloques de diferentes tipos desde piedra hasta arcilla y además se utiliza exhaustivamente como recubrimiento primario de paredes, muros, fachadas etc., en edificaciones en general. Hasta aquí todo marcha bien para el entendimiento y la comprensión del material.

En los albores de principio del siglo pasado, comienzo de los 1900, cuando ocurre la gran revolución industrial, sobre todo el auge y crecimiento de la industria pesada,  sobrevienen aspectos de patologías que se presentan fundamentalmente en las bases o fundaciones de los grande equipos, componentes de los diversos sistemas de producción, reflejadas estas patologías en roturas y fallas en las fundaciones y sobre todo en la fractura de los morteros utilizados como rellenos entre la base metálica de dichos equipos y la fundación.

Ante la alta ocurrencia de esos hechos patológicos una empresa denominada “Master Builders” división del conglomerado gigante Martin Marietta en los EE.UU, desarrolla un mortero muy especial, que posee dos características importantes: una que de muy alta fluidez y la otra que es fundamental, sobre todo para la época, es que no retrae, o lo que también se denomina de retracción compensada.  Situación que los morteros tradicionales generan una retracción natural tanto es así que en ese momento no existen estándar para evaluarlos ni clasificarlos, la ASTM deberá recurrir con el pasar de los años a los estándares utilizados primeramente por la empresa que lo desarrolló y luego al Cuerpo de Ingenieros de los EE.UU que los asimiló.

Este nuevo desarrollo la empresa lo denominó “GROUT”, que tiene como traducción “MORTERO”, pero haciéndolo diferenciar por su uso y desempeño al tradicional mortero ya conocido, estas modificaciones se basaron inicialmente en mejoras sustanciales en el tipo de agregado fino, sus granulometrías, aditivos controladores de la retracción y plastificantes o reductores de agua para mayor fluidez. En la actualidad se conoce como un proceso de “GROUTING” a la colocación de este tipo de mortero en base de asiento de equipos, en ductos de cables de tensado, en anclajes atirantados, en relleno de espacios entre las paredes de los túneles y las conchas prefabricadas de sostenimiento y también en el apoyo de las planchas de columnas metálicas en estructuras.

Adicionalmente y debido al avance en el tiempo de los desarrollos de los aditivos químicos, de las adiciones puzolanas, aunado a la aparición de las mayores exigencias en las condiciones de uso y de exposición a que se hallan sometidas las obras civiles en general, la tecnología incorporará mejoras en los componentes de los morteros. Tomando como base los cementos adicionados con puzolanas y otros tipos de cementos especiales que le van a conferir a los morteros desempeños especiales, con la incorporación, mencionado anteriormente, de aditivos químicos que igual aportan características y prestaciones mejoradas en su comportamiento

La adición en forma de fibras de diversos tipos (nylon, vidrio, polipropileno, metálicas, etc.) que sustituyen a las utilizadas en aquellos tiempos ancestrales, se producen cambios sustanciales en los morteros para poder acometer trabajos de reparación, rehabilitación y recuperación de elementos estructurales con altos desempeños en sus características y propiedades, obligando a incorporar otra clasificación denominada MORTEROS DE ALTO DESEMPEÑO o MORTEROS DE REPARACIÓN ESTRUCTURAL.

¡Y he acá!, cuando desde hace unos años, en lo personal no poseo la data exacta pero podrían ser cerca de 15 a 20 años, aparece en el área acuñado, vayamos a saber por quién, el término “MICROCONCRETO o MICRO HORMIGÓN”. Para ser honesto, cuando leí por primera vez el término me generó un “corto circuito”, porque traté de asociarlo en alguna forma con lo que venía ocurriendo en esos momentos con los avances tecnológicos y la NANOTECNOLOGÍA, por lo que mi primera la asociación fue con un tipo de concreto visto a través del microscopio. Procedo a indagar y halló, después de leer y estudiar muchos trabajos y artículos relacionados, que el mencionado MICROCONCRETO es solo un MORTERO DE USO ESTRUCTURAL !Total y absoluta decepción!

Creí que me había perdido algo fabuloso, conste que llevo como 40 años lidiando de alguna forma con morteros y concretos, aunque eso no me hace un gurú del mismo, he tratado y sigo tratando de entender estos dos materiales, que poseen un gran nivel de complejidad y que unido al hecho cierto de su característica probabilista los hace muy incomprendidos.

Mi decepción se debe precisamente a que alguien descubrió “el agua tibia” e incorporó un término que a mi escaso entendimiento, causará más entuertos e incomprensiones que satisfacciones y conocimiento además de que hablar de microconcreto e inclusive microhormigón va en contra de su esencia ya que para denominarse concreto u hormigón debe poseer agregados gruesos, o sea, de tamaños que difícilmente los pudiéramos ubicar como MICROS.

Quiero hacer énfasis en separar lo que se viene tratando en este artículo y en los productos que han aparecido en el mercado con esa denominación, dirigidos hacia la elaboración de acabados superficiales de bajo espesor de pisos, cocinas, baños, etc, con modificaciones a base de polímeros y un manejo complejo en su colocación, lo que indudablemente hacen más controversial el tema que abordó.

Yo en lo personal continuó suministrando a mis alumnos la información que considero más adecuada y comprensible sobre la clasificación de los morteros a base de cemento hidráulico como sera la siguiente: Morteros de pega tradicionales (Friso, pega bloques, cerámicas, tabiquería), Morteros modificados con polímeros (Reparaciones cosméticas, autonivelantes, hidrófugos, etc.), Morteros de reparación estructural (Fluidos, tixotrópicos) Grouts (Morteros de nivelación de equipos y elementos confinados)

“No hay como pretender descubrir algo que existe para complicar más el entendimiento”.  H Fuchs 2018

Traté de buscar una frase dicha por una celebridad que le diera fuerza a lo que quiero trasmitir y al no hallarla recurrí a mi imaginación.

 

 

Verdades y mitos de los pilares cortos

Estimados, en esta oportunidad les compartimos un artículo de: David Boixader Cambronero-Ingeniero Industrial. Consultor de estructuras.
Publicado en: http://estructurando.net/2015/05/19/verdades-mitos-los-pilares-cortos/

La gran mayoría de las normativas sísmicas prohíben o recomiendan no proyectar “pilares cortos” en estructuras que van a estar sometidas a la acción del sismo.

En el caso de ocurrencia de un sismo es muy posible que el pilar corto se quede hecho trizas. Por supuesto esto depende en gran medida de los esfuerzos que le lleguen al pilar, que a su vez depende de la aceleración básica de la zona, coeficiente de suelo, masas movilizadas…

Cuando por desgracia ocurrió el terremoto de Lorca, tuve la oportunidad de acudir a echar una mano, catalogando el riesgo que suponían algunos de los edificios afectados. Pude comprobar de primera mano que, efectivamente, la problemática de lo pilares cortos tenían mucho de verdad y poco de mito.

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Hagamos, en este post, hincapié en lo que es un pilar corto. No se trata de una medida estándar de pilar, sino mas bien de la coexistencia en la misma planta de pilares con alturas muy distintas. Si, por ejemplo, todos los pilares de una planta tuvieran la misma altura, aunque se tratara de pilares cortos, los efectos serían muy distintos (por ejemplo, el caso de un forjado sanitario).

El hecho de mezclar pilares con distintas alturas dentro de una misma planta, hace que los cortos sean comparativamente mucho más rígidos que los de mayor altura, por lo que al repartir esfuerzos, sufrirán mucho más que los otros (la rigidez de un pilar ante un desplazamiento horizontal depende del cubo de su altura).

Veamos numéricamente este efecto.

Consideremos por ejemplo una alineación de 10 pilares. De todos ellos, 9 pilares tienen una altura h correspondiente por ejemplo a un sótano (por ejemplo 3 m), pero en uno de los laterales el muro de sótano no llega al forjado de planta baja por motivos de iluminación y/o ventilación natural. Por tanto el décimo pilar de la alineación nace de la coronación del muro de sótano, teniendo una altura libre por ejemplo de 0,5 m (aproximadamente un 17% de la altura del resto de pilares).

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Si suponemos la misma inercia y módulo de elasticidad a todos los pilares, la rigidez total a cortante vendrá dada por:

Ktotal=9•(3EI/h^3)+ 1•(3EI/(0.166•h)^3)= 27•EI/h^3+656•EI/h^3=683•EI/h^3

El pilar corto, soportaría un cortante de:

Vcorto=F(656•EI/h^3)/(683•EI/h^3)=0.96•F

Es decir, el pilar “corto” soportaría el 96% del cortante debido a la carga horizontal y los otros 9 pilares “altos” únicamente el 4%.

Le estamos dando al pobre pequeñín la responsabilidad de soportar prácticamente toda la acción horizontal que sufre el pórtico ¿Quién es capaz de soportar semejante responsabilidad sin venirse abajo?

Si al pórtico anterior le introducimos en cabeza una carga horizontal de 100 kN y analizamos, podemos ver numéricamente que la afirmación anterior se cumple con bastante exactitud: el pilar corto debería ser capaz de soportar aproximadamente 95 kN del total de 100 kN aplicados, es decir, el 95% de la carga aplicada.

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Pensemos que por compatibilidad de desplazamientos el pilar corto debe acompañar a los largos en los desplazamientos horizontales y lo que supone para la barra moverse una magnitud “x” cuando mide 3 m y la misma magnitud cuando mide 0,5 m.

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Queda suficientemente demostrado que el tema de los pilares cortos en zona sísmica no debe ser tomado a la ligera. Yo iría mas lejos y en vez de no recomendar su empleo, como suelen hacer las normativas sísmicas, los prohibiría sistemáticamente.

Por último, los de Ingeciber nos han pasado el enlace sobre la charla magistral realizada por el profesor Ramón Álvarez, “El terremoto de Lorca: ¿Qué ha fallado?”, que puede completar este post. Os lo dejo aquí:

https://canal.uned.es/mmobj/iframe/id/17550

 

Empujes sobre muros con terreno heterogéneo

Autor:  David Boixader Cambronero -Ingeniero Industrial. Consultor de estructuras.

Artículo encontrado en: http://estructurando.net/2017/06/05/empujes-sobre-muros-con-terreno-heterogeneo/

Empujes sobre muros con terreno heterogéneo

En el post de hoy vamos a presentar un tema que a más de uno se le habrá dado alguna vez y no es algo que figure en mucha bibliografía. Se trata de cómo calcular los empujes cuando existe terreno heterogéneo actuando simultáneamente dentro de la cuña de rotura de un muro de contención.

Y no me refiero a terrenos estratificados con estratos sensiblemente horizontales, cuya actuación se va incrementando con la profundidad, sino a la situación de por ejemplo, rellenos con distintas calidades de compactación en el trasdós del muro:

Muro1

La situación anterior se puede resolver con métodos simplificados, convirtiendo el terreno heterogéneo en un terreno homogéneo con propiedades intermedias entre los anteriores.

Supongamos que tenemos dos terrenos, con ángulos de rozamiento φ1 y φ2, de forma que φ1 > φ2.

Para ello, primeramente se traza la línea de rotura estimada que forma un ángulo ζ con la horizontal a partir del ángulo de rozamiento interno más pequeño:

Muro2-1

 

A partir de la geometría anterior, se determina el peso de las cuñas de cada uno de los terrenos, situados entre la línea de rotura y el muro. Los pesos se determinan a partir del peso específico aparente si el terreno está sobre el nivel freático y a partir del peso específico sumergido, si se encuentra bajo él.

Muro3

Haciendo la media ponderada, se determina el ángulo de rozamiento interno medio φmed de ambos terrenos:

fmla2

A partir de este ángulo, se itera el proceso anterior volviendo a trazar la línea de rotura, pero empleando esta vez:

y volviendo a repetir todo el proceso para mayor exactitud.

Si se trata de un terreno cohesivo, la cohesión media cm se obtendría como la media ponderada entre las longitudes de la línea de rotura en cada estrato:

fmla4

Muro4

 

Espero os pueda servir en alguna ocasión.

 

Colapso y derrumbe de las pasarelas del hotel Hyatt Regency

 

El hotel Hyatt Regency de Kansas City se inauguró el 1 de julio de 1980, el vestíbulo principal lo formaba un atrio de varias plantas conectadas por pasarelas colgantes. Sus dimensiones eran unos 37 metros de largo y su peso aproximado era de unos 29.000 kg.

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Al año de su inauguración, durante una fiesta en el hotel en la que se congregaron cerca de 1500 personas, dos de estas estructuras se desplomaron sobre el baile, provocando más de 114 muertos, 216 heridos y un coste económico de millones de dólares.

En el post de hoy analizaremos las causas de dicho accidente y calcularemos el proceso de colapso de las pasarelas con modelos de elementos finitos creado con CivilFEM Powered by Marc.

Las investigaciones realizadas tras el accidente demostraron que el suceso ocurrió porque las pasarelas no fueron instaladas como originalmente se proyectaron pues hubo un cambio en el diseño original en las uniones.

Las pasarelas se encontraban suspendidas mediante unos tirantes; en el diseño inicial un único tirante atravesaba la viga metálica cajón (creada mediante el soldado de dos perfiles en canal MC 8×8.5) de forma continua conectando por encima con el techo y por debajo con la pasarela inferior. En lugar de este diseño se optó por desdoblar los tirantes en otros más cortos con un sistema doble de varillas y tuercas que tuvo el efecto de duplicar la carga de la unión superior  provocando que esta conexión sólo aguantara el 30 por ciento del peso mínimo estipulado.

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La ilustración de la izquierda  muestra el diseño original, el cual fue finalmente desestimado por problemas técnicos y su elevado coste y tiempo. En el diseño original, la tuerca solo recibía una carga P de la viga mientras que la carga procedente de la pasarela de la planta inferior se transmitía por el tirante. Con el cambio de diseño, la carga de la planta inferior se transmite a la viga y, por tanto, la carga sobre la tuerca era el doble.

Para analizar el fallo estructural hemos realizado, en CivilFEM Powered by Marc, varios modelos de elemento finitos.

  1. Elementos viga con diseño original y modificado.

Inicialmente hemos generado un modelo de elementos viga y barra por cada configuración, el estado original y modificado. Estos modelos son elásticos lineales y sirven para ver las posibles diferencias en la distribución de cargas y esfuerzos entre los dos modelos y comprobar si la estructura de vigas cumple con la norma.

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Sobre estos modelos, se han aplicado las cargas correspondientes a su uso, con sus respectivos coeficientes de mayoración, y se ha chequeando según norma. Del chequeo según el Eurocódigo 3 se puede observar que el tramo de viga situado entre los dos tirantes pasa de tener un cortante de 213,2 KN a 477,9 KN y deja de cumplir con el criterio a cortante al pasar de 0,73 a 1,64 (no cumple si es mayor que 1).

En las siguientes imágenes se representa el esfuerzo cortante y el resultado del criterio a cortante del EC-3:

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Aunque, al tratarse de una unión es necesario realizar un modelo detallado no lineal para una correcta evaluación, con este análisis podemos descartar que el colapso fuera debido al fallo del resto de la estructura metálica de vigas que soportaba las pasarelas.

  1. Elementos sólidos con no linealidades del material.

Para un correcto análisis de la unión, hemos realizado un modelo con elementos sólidos y comportamiento no lineal del acero, donde se puede observar como la unión falla por plastificación de las alas inferiores de la unión en el apoyo con la tuerca produciéndose el colapso de las pasarelas:

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Estos resultados coinciden con las fotos de la inspección realizada in situ tras el colapso:

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En la siguiente imagen se aprecia por dónde colapsó la unión:

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Con el modelo creado podemos representar los desplazamientos verticales frente al porcentaje de la carga aplicada y podemos observar que el colapso se produce para un 36% de la carga total aplicada.

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     Por tanto, se puede establecer que el colapso se debió  a una modificación las uniones de los tirantes a las pasarelas que duplicaban los esfuerzos sobre las vigas de soporte. Además, las vigas de soporte utilizadas sólo aguantaban aproximadamente el 36 por ciento del peso total de aquel fatídico día.

Espero que este pequeño ejemplo de “ingeniería forense” con modelos de elementos finitos sirva para poder explicar lo que pasó en esta tragedia y aprender del error para evitar accidentes en el futuro.

Artículo de:
http://estructurando.net/2017/06/12/colapso-y-derrumbe-de-las-pasarelas-del-hotel-hyatt-regency/