Estudio de la patología por fisuración de la estructura del edificio situado en la parcela 4N del Campus de Vera de la Universitat Politécnica de València

Abstract

[EN] This final project is proposed as a professional work commissioned by the Universitat Politècnica de València, whose main target is to study the cracking found in the Instituto de Ciencia y Tecnología del Hormigón. This study focuses on the internal basement walls and ground floor slabs of the building, where the cracking is concentrated. Firstly, the research includes a first visual inspection and mapping of cracking, which was made in 2013. Subsequently, a monitoring of cracks progress and behaviour is performed. This concludes with a final technical inspection carried out in February of 2016. The aim of this inspection was to check whether cracking was still evolving. Secondly, a thorough analysis of the most affected structural elements is conducted in order to ascertain the main cause of this pathology. This analysis is divided into two different parts. On the one hand, the linear behaviour of basement and ground floors of the building is analysed. After stablishing that the observed cracking has not been originated by the application of direct loads, the possible causes of indirect loads are taken into account. The effect of concrete shrinkage and thermal shrinkage due to the loss of cement's heat of hydration after casting both ground floor slabs is studied, and it confirms that these both processes are the main causes of the pathology. On the other hand, a modelling based on a detailed non-linear analysis of the current behaviour of the most affected slab is carried out. The modelling enables to check the different Serviceability Limit States and the structural security of this slab when subjected to the peak design load. Finally, it is shown the corrective measures of the structure that are needed by durability.

[CA] Aquest treball es planteja com un treball professional encarregat per la Universitat Politècnica de València, que pretén estudiar la patologia de la fissuració trobada al Instituto de Ciencia y Tecnología del Hormigón. Aquest estudi es centra en els murs del soterrani i les lloses de la planta baixa de l'edifici, on es concentra principalment aquesta fissuració. En primer lloc, l'estudi inclou una primera inspecció visual i un alçament de l'estat de fissuració realitzada a l'any 2013. Aquest alçament va ser revisat en el marc d'aquest treball, realitzant un seguiment complet del progrés i del comportament de les fissures, concloent amb una última inspecció tècnica realitzada a febrer del 2016. L'objectiu principal d'aquesta inspecció es comprovar si es tracta d'una fissuració en evolució o de fissures estabilitzades. En segon lloc, es planteja una anàlisi exhaustiva dels elements estructurals més afectats amb la finalitat d'esbrinar la causa principal d'aquesta patologia. Aquesta anàlisi es divideix en dos grans blocs diferenciats. D'una banda, s'analitza el comportament lineal de l'estructura formada per la planta baixa i el soterrani de l'edifici. Es pretén estudiar l'efecte que generarien en la estructura les principals hipòtesis de les causes de la fissuració. Una vegada descartat que l'origen de la fissuració siga per les càrregues aplicades directament a l'estructura, s'analitzan els possibles origens per accions indirectes on els efectes coincidesquen amb la distribució de les fissures recollida en l'alçament previ. S'estudia l'efecte de la retracció del formigó i la contracció tèrmica deguda a la pèrdua del calor d'hidratació del cement, després del formigonat de les dues lloses de la planta baixa. La seua anàlisi confirma que aquestes accions indirectes són les principals causes de la fissuració ja que el seu comportament s'ajusta perfectament al de la patologia estudiada. D'altra banda es realitza una simulació, mitjançant una anàlisi completa no lineal per elements finits, del comportament de la llosa més afectada per la patologia. Aquesta simulació ha permés verificar tant el comportament en servei com la seguretat davant les accions de projecte. Finalment, es proposen les mesures correctores oportunes que per durabilitat l'estructura necessitaria.

[ES] El presente trabajo se plantea como un trabajo profesional encargado por la Universitat Politècnica de València que, pretende estudiar la patología de fisuración encontrada en el Instituto de Ciencia y Tecnología del Hormigón. Este estudio se centra en los muros de sótano y losas de planta baja del edificio, donde se concentra principalmente esta fisuración. En primer lugar, el estudio incluye una primera inspección visual y levantamiento del estado de la fisuración que fueron realizados en el año 2013. Este levantamiento fue revisado en el marco de este trabajo, realizando un completo seguimiento del progreso y comportamiento de las fisuras que, concluyó con la última inspección técnica realizada en febrero de 2016. El objetivo principal de esta inspección era comprobar si se trataba de una fisuración en evolución o se trataban de fisuras estabilizadas. En segundo lugar, se plantea un análisis exhaustivo de los elementos estructurales más afectados con el fin de averiguar la principal causa de la patología. Este análisis se divide en dos grandes bloques diferenciados. Por un lado, se analiza el comportamiento lineal de la estructura formada por la planta baja y planta sótano del edificio en cuestión. Se pretende estudiar el efecto que generarían en la estructura las principales hipótesis de causas de la fisuración. Tras descartar que el origen de la fisuración sea por cargas aplicadas directamente a la estructura, se analizan los posibles orígenes debidos a acciones indirectas cuyos efectos coincidan con la distribución de fisuras recogida en el levantamiento previo. Se estudia el efecto de la retracción del hormigón y la contracción térmica debida a la pérdida del calor de hidratación del cemento tras el hormigonado de ambas losas de planta baja. Su análisis confirma que estas acciones indirectas son las principales causas de la fisuración, puesto que su comportamiento se ajusta a la perfección al de la patología estudiada. Por otro lado, se realiza una simulación mediante un completo análisis no lineal por elementos finitos, del comportamiento de la losa más afectada por la patología. Esta simulación ha permitido verificar tanto el comportamiento en servicio como la seguridad frente a las acciones de proyecto. Finalmente, se proponen las medidas correctoras oportunas que por durabilidad la estructura necesitaría.