Evaluación no lineal de los efectos estructurales producidos por las deformaciones diferidas del hormigón y el acero

El comportamiento de las estructuras comprende desde su materialización mediante un proceso constructivo determinado hasta su destrucción bien sea porque llegan al final de su vida útil, bien sea porque aparece un estado de cargas tal que provoca la ruina de las mismas. De esta manera, el correcto estudio de las estructuras debe abarcar desde su comportamiento a temprana edad (conforme la estructura va creciendo y alcanzando fuerza y resistencia) hasta su ruina. Contrariamente a la mayoría de los métodos de cálculo, la naturaleza no conoce los estados de servicios o los estados límite. En cambio, las estructuras evolucionan desde sus primeras fases de carga hasta las últimas con total continuidad. Las reflexiones anteriores permiten la conveniencia de los análisis que habitualmente se realizan de las estructuras. Los mismos constituyen una idealización, si bien razonable en la mayoría de los casos, donde debemos establecer una serie de condiciones para saber qué tipo de cálculo debe aplicarse. Este esquema, reñido con la propia naturaleza, invita a desarrollar nuevos modelos que puedan ser aplicados para conocer el estado tenso-deformacional de una estructura bajo cualquier circunstancia y para cualquier instante de tiempo. Esta tesis ha sido enfocada en la línea apuntada anteriormente. Para ello se ha desarrollado un estudio sobre el comportamiento no lineal de las estructuras y su evolución en el tiempo. Es decir, se ha abandonado la idea de separar regiones de comportamiento donde son aplicables ciertas teorías o donde deben incluirse o despreciarse determinados fenómenos para enfocar el problema desde una perspectiva única. Este enfoque es el que ha permitido abordar la tesis como una oportunidad para desarrollar modelos que permitan plantear el cálculo de una estructura de una manera sistemática y unitaria. El estudio comienza por una revisión profunda del estado del conocimiento, realizando un estudio crítico de los diferentes métodos de cálculo empleados actualmente en el proyecto de estructuras (métodos paso a paso, del coeficiente de envejecimiento, de las j's,..). Una vez analizados dichos métodos, se ha detectado una serie de aspectos donde es necesario una profundización para poder realizar un planteamiento contínuo. Sobre estos aspectos se ha trabajado en una modelización de tipo fibra-sección-estructura donde cada nivel aprovecha la información obtenida del anterior construyéndose de esta manera un modelo de análisis coherente en todos sus niveles. Para la fibra, se ha desarrollado modelos de fluencia y retracción no lineales valorando la importancia de dichos fenómenos. Además, se ha estudiado la fisuración en el hormigón, modelizando también su evolución en el tiempo y comparando estos resultados con los de diferentes normas y recomendaciones. En la sección, se ha necesitado desarrollar una serie de métodos de cálculo que permiten considerar la interacción no lineal de los diferentes materiales y su evolución en el tiempo. Los modelos resultantes se han aplicado posteriormente para realizar estudios paramétricos donde se ha podido analizar el comportamiento de ciertos tipos de secciones optimizando sus variables de diseño. Finalmente, en la estructura, se ha implementado el comportamiento de la sección mediante el desarrollo de un elemento finito de rigidez concentrada el cual ha permitido además al estudio de fenómenos como el acoplamiento elongación-curvatura. Este elemento se ha empleado en la resolución de diferentes casos, analizando en los mismos la influencia de ciertas variables en el comportamiento global de la estructura