El complejo comportamiento mecánico característico de las estructuras de fábrica ha dificultado el
desarrollo de algún método numérico para su modelizado y análisis que pueda compararse con
los obtenidos para otros materiales como el hormigón y el acero. En los últimos años los métodos
avanzados basados en elementos finitos, macromodelos y micromodelos, han experimentado un
notable desarrollo. Sin embargo ninguno de estos modelos ha podido presentarse como
autosuficiente sin revelar inconvenientes irresolubles.
Las limitaciones de los métodos avanzados (micromodelos y macromodelos) para alcanzar la
definición de algún prototipo de cálculo que combine la economía computacional con una
descripción que represente adecuadamente el complicado comportamiento de la fábrica, han
llevado al desarrollo de una nueva categoría de modelos que pretende dar solución a este
conflicto de necesidades.
Los modelos basados en el análisis multi-nivel explotan al mismo tiempo la capacidad de los
modelos homogeneizados para la descripción del comportamiento global de la estructura en
presencia de deformaciones moderadas, con la potencia de los modelos detallados en la
descripción de la textura y el comportamiento no-lineal de la fábrica.
El modelo desarrollado por L.A.Mihai y M. Ainsworth se basa en el análisis dinámico de un
ensamblaje de unidades deformables en un contacto de tipo cohesivo y friccional. El enorme
esfuerzo computacional que requiere este tipo de análisis se traslada a un rango asumible
mediante el desarrollo de una estrategia multinivel adaptativa.
Se presentan dos análisis para fábrica de mampostería de piedra basados en este modelo. El
primero es el análisis de una fachada teórica sometida a un asiento diferencial y el segundo el de
un muro real que presenta un nivel de daño perceptible. En ambos se ha obtenido un
comportamiento coherente con lo previsto según las acciones a las que se sometió el modelo. Sin
embargo, la comparación entre los valores de los resultados obtenidos (ancho de fisura, valor de
los desplazamientos relativos entre unidades, deformaciones, etc.) y el estado real del muro
resulta poco convincente, debido probablemente a problemas con la definición geométrica y
mecánica de los materiales.
El análisis del segundo modelo pone en evidencia la necesidad del desarrollo de técnicas de
descripción topológica de las fábricas y ensayos de caracterización de los materiales,
paralelamente al desarrollo de métodos numéricos para su análisis. La correcta calibración de los
modelos de cálculo desarrollados dependerá de estos avances.
Complexity in the mechanical behavior of masonry structures has made the development of
numerical methods, for its modeling and analysis, very intricate. Recently advanced methods
based on finite elements have experienced a remarkable development. Nevertheless, none of
them could have been presented as self-sufficient without revealing unsolvable objections.
Limitations in these advanced methods (micromodels and macromodels) for achieving the
definition of a numerical prototype, which combine computational economy with a fully accurate
description for the complex behavior of masonry, have led to the development of a new model
category. This conflict of interests can be solved with these new strategies.
Multi-level based models exploits the capacity of the homogenized models for the description of
the structure global behavior in smooth deformations, with the power of detailed models for the
description of texture and no-linear behavior of masonry.
The model presented by L.A.Mihai and M. Ainsworth is based on dynamic analysis of unit
assembly under cohesive and frictional contact. The formidable computational effort required for
this kind of analysis is converted to an affordable rank by using an adaptive multi-level strategy.
Two different analyses, based on this method, are presented for the modeling of stone rubble
masonry. The first one is the analysis of a theoretical façade which is subjected to a differential
settlement. The second one is the analysis of a real wall which exhibits a noticeable damage state.
In both models the results obtained are in line with the expected outcomes, caused by the loads
the structure is exposed to. However, drawing a comparison between the values of these results
and the wall real state is less convincing (crack width, displacements, strains, etc.). This is
probably caused by the fact that there has not been a solid geometrical and mechanical
characterization for the materials.
The analysis of the second model shows the need of techniques for the topological description of
masonry and for the characterization tests of materials. A correct calibration of the numerical
methods depends on these advances.
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