Integrated monitoring and structural analysis strategies for the study of large historical construction: application to Mallorca cathedral
- Autores: Ahmed Elyamani Ali Mohamed
- Directores de la Tesis: Pere Roca Fabregat (dir. tes.)
- Lectura: En la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC) ( España ) en 2015
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Luca Pela (presid.), Miquel Llorens Sulivera (secret.), Dora Foti (voc.)
- Materias:
- Enlaces
- Tesis en acceso abierto en: TDX
- Resumen
Las estructuras históricas son de vital importancia para la comprensión del desarrollo de las habilidades técnicas, artísticas y científicas de la especie humana en el tiempo. Actualmente, estas estructuras son uno de los motores de la industria del turismo, y por ello, los estudios relacionados con su conservación no sólo tienen beneficios sociales, sino también económicos. Por desgracia, muchos países con abundante y en valioso patrimonio arquitectónico se caracterizan por una alta actividad sísmica.
Entre ellos, Italia y Turquía son ejemplos obvios. Debido a los terremotos, muchas estructuras históricas de valor incalculable se han perdido para siempre. En consecuencia, existe una creciente necesidad de investigación sobre el tema de la evaluación sísmica y protección de esta clase de edificios.
Este trabajo desea contribuir a la metodología adoptada para la evaluación sísmica de estructuras históricas. En muchos casos, y debido a las limitaciones en la comprensión de una estructura histórica en estudio, es esencial combinar distintas actividades de investigación con la finalidad de aumentar el conocimiento sobre la estructura. El objetivo es reducir al mínimo las intervenciones de refuerzo sísmico que pueden resultar necesarias (aplicando el concepto de intervención mínima) a través del aumentar el nivel de conocimiento acerca de la estructura. En esta investigación, las actividades experimentales empleadas son las pruebas de identificación dinámicas y la instrumentación dinámica. La mayoría de los enfoques para la instrumentación dinámica se basan en el uso de un umbral que se utiliza para activar el sistema cuando los parámetros medidos superan un límite. En el presente trabajo se considera una alternativa que consta de un sistema de instrumentación continua basado en la medición permanente de la vibración ambiente. Se utiliza un monitoreo termografíco como un sistema complementario para la medición de la temperatura. La integración entre la investigación dinámica y el modelado numérico es esencial. Esta integración incluye dos características principales. Por un lado, los análisis estructurales provisionales se llevan a cabo para identificar aspectos importantes de las pruebas dinámicas y de las estrategias de monitoreo, tales como los puntos críticos de la estructura donde colocar los sensores. Por otra parte, los resultados de la investigación dinámica se utilizan para realizar una actualización del modelo numérico estructural hasta la obtención de un modelo satisfactorio cuyos parámetros dinámicos coincidan satisfactoriamente con los medidos experimentalmente.
Una vez que el modelo estructural se valida, se utiliza para llevar a cabo la evaluación sísmica de la estructura. Esta evaluaciónse lleva a cabo usando diferentes métodos incluyendo el análisis estático no lineal, el análisis límite cinemático y el análisisdinámico no lineal. Con estas evaluaciones es posible identificar el comportamientosísmico de la estructura. Utilizando el métodode N2, es posible llevar a cabo una evaluación del comportamiento estructural y de la seguridad ante el sismo. Ello permite determinar las necesidades refuerzo sísmico. El refuerzo propuesto debe tener en cuenta el concepto de "intervención mínima".La catedral de Mallorca (España) se toma como caso de estudio para la aplicación de la metodología propuesta. Esta estructura es una de las mayores catedrales construidas en Europa durante la Edad Media. Para cada uno de los pasos de la investigación mencionados anteriormente, los criterios seguidos y la experiencia adquirida han sido transferidos a los enfoques metodológicos recomendados para su posible aplicación a otras estructuras históricas. Se presenta una discusión sobre la integración de estos pasos parciales en una metodología global.
