Análisis estructural de bóvedas tabicadas: estudio histórico, analítico y experimental para la determinación de la influencia en la resistencia y estabilidad de bóvedas tabicadas de diferentes variables constructivas

Abstract

Aunque el interés en la bóveda tabicada está creciendo en todo el mundo, tanto en el ámbito académico como en el profesional, quedan muchas incógnitas por resolver en cuanto a su comportamiento estructural. A pesar de la gran cantidad de publicaciones escritas sobre este tema, incluyendo los tratados del gran Guastavino, sigue abierto hoy un debate académico sobre el método de análisis de estas construcciones para su evaluación estructural. La investigación que se presenta a continuación, plantea el análisis de seis bóvedas de ladrillo hueco simple. Cada bóveda tiene una variable incorporada en su altura (de 20 a 30 cm), en el número de capas (2 o 3) y en la existencia o no de lengüetas rigidizadoras. Las bóvedas han sido evaluadas por Análisis Gráfico y por el Método de los Elementos Finitos, utilizando Cargas Uniformes y Asimétricas. Al mismo tiempo, las seis bóvedas están en construcción para llevar a cabo pruebas de carga sobre ellas. El material empleado se ha estudiado en el Laboratorio de Materiales para recoger los datos de sus características físicas y mecánicas, e introducirlo así en los modelos de cálculo. La construcción de las bóvedas, con el conocimiento exacto de su geometría, las condiciones de contorno y el material, permite que los modelos virtuales sean muy fieles a la realidad, lo que rara vez ocurre cuando nos enfrentamos a la restauración de bóvedas. La comparación de los resultados se ha hecho con dos objetivos: 1- Evaluar la idoneidad de los métodos analíticos utilizados. Para comprobar su precisión en la predicción del comportamiento real de las bóvedas y revelar la información que cada uno ofrece. 2- Evaluar la contribución de las variables seleccionadas para la estabilidad de la bóveda.

Although the interest in tile vaulting is growing worldwide both in the academic and professional field, there are not few unknowns that remain unresolved regarding their structural behavior. Despite the publications concerning this issue -including the one by Guastavino-, there is still an open debate in the academic domain about the treatment of these vaults in their structural assessment and the decision of the structural analysis method. My research presents the analysis of six tile barrel vaults. Each vault has a variable incorporated -height (20-30 cm), number of layers (2-3) or existence of buttressing walls- or a combination of variables, which make it different. The vaults are assessed by the method of graphical analysis and finite element method, using uniform and asymmetric loads. At the same time, the six vaults are built to perform load tests on them and the material is studied in the laboratory to collect the data of its physical and mechanical features to be introduced in the calculation models. The construction of the vaults with the exact knowledge of its geometry, boundary conditions and material allows virtual models to be remarkably true to life, which rarely happens when we face the restoration of these vaults. The comparison of the results is made with two objectives: 1- To assess the suitability of the analytical methods used. To check its accuracy in predicting the real behavior of the vaults and to reveal the information that each provides. 2- To evaluate the contribution of the selected variables to the stability of the vault. The introduction of these variables keeping the other parameters constant, allows the comparison of results with the corresponding knowledge of the contribution of the parameter that has been varied.