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| 12 julio 2017 | Respuesta

¿CONOCES EL CAMPO DE FIABILIDAD DE ESTRUCTURAS? (SEGUNDA PARTE)

¿Sabías que….

En determinadas circunstancias, es necesario realizar pruebas en edificaciones para obtener determinados parámetros de diseño? De ahí radica la importancia del diseño estructural asistido por pruebas o ensayos.

Los parámetros típicos determinados a partir de las pruebas son: las acciones sobre la estructura, la resistencia de la estructura o componente estructural, y las propiedades del material. También se pueden realizar ensayos para calibrar parámetros en el modelo teórico de resistencia. El valor de diseño del parámetro se obtiene a partir de los resultados de pruebas como el valor estimado de una cierta medida de distribución del parámetro en cuestión.

En determinadas circunstancias, puede ser favorable o necesario realizar las pruebas con el fin de obtener ciertos parámetros de diseño. Los ejemplos de posibles circunstancias incluyen:

  • Carecer de modelos de cálculo o usar los inadecuados;
  • Utilizar un gran número de componentes similares;
  • Casos en que el modelo de cálculo conduce a resultados muy conservadores;
  • Derivación de nuevas fórmulas de diseño;
  • Confirmación de los supuestos realizados en el diseño.

Los datos desconocidos que se evalúan como resultado de las pruebas pueden ser:

  • Acciones sobre la estructura (por ejemplo, cargas de viento);
  • Respuesta estructural bajo carga o efecto accidental;
  • Resistencia o rigidez de la estructura o elemento estructural.

El nivel de fiabilidad de una estructura diseñada mediante pruebas debe ser al menos el mismo para estructuras diseñadas únicamente por modelos de cálculo. La evaluación de los resultados de las pruebas debe basarse en métodos estadísticos. Los resultados de las pruebas deben incluir, en principio, la distribución de probabilidad de cantidades desconocidas e incertidumbres estadísticas. Esta distribución es la base para obtener los valores de diseño y los factores parciales. La interpretación estadística clásica es posible si se realiza una gran serie de pruebas, o se realiza una serie más pequeña de pruebas para calibrar un modelo con uno o más parámetros. Cuando sólo se realiza un pequeño número de pruebas, no es posible interpretar estadísticas clásicas.

Con la información previa sobre la distribución de las cantidades investigadas es posible interpretar los resultados de la prueba como estadísticos usando procedimientos bayesianos.

Los valores de diseño para una propiedad de material, un parámetro de modelo o resistencia deben ser derivados de las pruebas: a) evaluando el valor característico y aplicando los factores parciales y de conversión apropiados, o bien b) la determinación directa del valor de diseño, implícita o explícitamente, en relación con la fiabilidad requerida y la conversión de los resultados.

Al utilizar el método a) la derivación del valor característico debe tener en cuenta la dispersión de los datos del ensayo, incertidumbre estadística asociada con el número de pruebas y conocimientos estadísticos previos. Los factores parciales deben tomarse del Eurocódigo apropiado. El modelo de cálculo debe tener en cuenta las diferencias entre el arreglo de prueba y el comportamiento real.

En caso de que se utilice el método (b), los estados límite pertinentes y el nivel de fiabilidad de la estructura.

La importancia de la fiabilidad en edificaciones tiene dos aspectos, uno estructural y otro probabilístico. El primero hace referencia a la situación estratégica de un componente de la estructura, y el segundo se refiere a la probabilidad de funcionamiento. Así, un componente será estructuralmente importante porque su fallo supone un  fallo del sistema, pero si su vida es larga, será probabilísticamente poco importante.

Fuente: IMPLEMENTATION OF EUROCODES, HANDBOOK 2, RELIABILITY BACKGROUNDS, “Guide to the basis of structural reliability and risk engineering related to Eurocodes, supplemented by practical examples”. LEONARDO DA VINCI PILOT PROJECT CZ/02/B/F/PP-134007.

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