DURABILIDAD ESTRUCTURALDR. GENNER VILLARREAL CASTROPROFESOR EXTRAORDINARIO UPAOPROFESOR PRINCIPAL UPC, USMPPREMIO NACIONAL ANR 2006, 2007, 2008

COLAPSO DEL PARQUE DE AGUA DE MOSCU

La cubierta del parque de agua, tena una configuracin estructural con cobertura tipo Gauss positiva en la parte superior y Gauss negativa en la parte inferior, siendo muy complicada su modelacin estructural.Para la modelacin se utilizaron los programas ANSYS, LIRA, STADIO y SCAD, realizando los siguientes tipos de anlisis:Esttico, incorporando al suelo de fundacin, de acuerdo a los ensayos in-situ de mecnica de suelos y estudios topogrficos.Dinmico, para determinar las formas de vibracin libre y la influencia del viento, sismo y cargas hidrodinmicas sobre la estructura.Para que el clculo sea ms real, se incorpor la no-linealidad fsica (curva esfuerzo-deformacin de los materiales, despus de la extraccin de los ncleos y contrastacin con la degradacin durante el tiempo) y geomtrica (curva desplazamiento-deformacin).

Especial cuidado se tuvo en las uniones de los elementos, ya que podra ser una de las causas del desastre, modelando dichos extremos por elementos slidos y teniendo en cuenta la variacin de temperatura, concentracin de esfuerzos, uniones soldadas en algunos puntos y propiedades de los materiales, por ser estructura mixta de concreto y acero.MODELACION CON EL PROGRAMA ANSYS

De los resultados obtenidos, se puede indicar que prcticamente fueron iguales en los 4 programas y comparando el modelo matemtico con la calibracin in-situ, podemos indicar que por el programa ANSYS se obtuvo 125mm como deflexin en la cubierta y por la medicin natural 134mm, otorgando una confiabilidad en el resto de resultados obtenidos.DEFLEXION DESPUES DE 40 DIAS DEL DESASTRE

En relacin a las formas de vibracin libre, podemos indicar que la primera forma fue de desplazamiento lateral de la cubierta, en la segunda y tercera forma rotacional alrededor de su eje vertical y a partir de la cuarta forma empieza a deformarse en la direccin vertical, lo cual concuerda con el trabajo de tal tipo de cubiertas.La no-linealidad fsica permite trabajar con la degradacin de los materiales, coincidiendo con los resultados experimentales de laboratorio despus de 40 y 50 das del colapso.ESFUERZOS DESPUES DE 40 DIAS DEL DESASTRE

Se tuvo especial cuidado en la interaccin suelo-estructura, debido a los desniveles arquitectnicos y relieve del terreno, utilizando el modelo elasto-plstico de Draker Prager e incorporando el mdulo de Young, coeficiente de Poisson, ngulo de friccin interna y cohesin. MODELO ESPACIAL DE ELEMENTOS FINITOS PARA EL SISTEMA DE INTERACCION - ESTRUCTURA

Mediante el modelo de interaccin suelo-estructura se pudo comprobar el asentamiento tolerable (despus de haberlo edificado), concordando con las mediciones topogrficas indicadas en el expediente que indicaba 20mm una vez construida y llenadas las piscinas.Finalmente, se procedi al anlisis de las columnas, sus uniones, demostrndose por medio del programa ANSYS, que existieron problemas constructivos en el nudo superior de una de las columnas en su conexin, originando deformaciones plsticas por el orden de 19,8% y la prdida de estabilidad de dicho elemento estructural, lo que ocasion fisuras subradiales en la cubierta, producto de grandes desplazamientos y relajacin del concreto.Las tres comisiones coincidimos con los mismos resultados y como conclusin final, se recomend el uso responsable de programas informticos en la evaluacin de estructuras y la contrastacin de resultados con los experimentales in-situ.

DURABILIDAD ESTRUCTURAL

RELACION DE CAUSASAnalizando las causas de fallas en estructuras de edificios se puede ver que se distribuye as:- Deficiencias en proyecto42%- Deficiencias en ejecucin28%- Deficiencias de los materiales15%- Fallas en el servicio (uso)10%- Otras causas 5%

MUCHAS GRACIAS!gvillarrealc@upao.edu.pe