Resumen
La desactualización de la documentación técnica relacionada con el diseño estructural en situación de incendio, asà como una limitada cultura cientÃfica y profesional en este ámbito en el paÃs han conducido a la realización de la presente investigación, con el objetivo de desarrollar las bases conceptuales, metodológicas y de cálculo para el diseño estructural en situación de incendio en Cuba acordes con las tendencias internacionales en el tema. Los principales aportes de la investigación son los siguientes: las bases metodológicas para el desarrollo de la modelación térmica bidimensional y la modelación termo-estructural tridimensional en situación de incendio, que son inéditas en el paÃs y válidas para el estudio del comportamiento termo-estructural de elementos estructurales en esa condición; los principios generales para el diseño estructural en situación de incendio, inéditos en el paÃs y válidos para el diseño en tal situación de elementos estructurales de acero, hormigón armado y compuestos acero – hormigón; la caracterización del comportamiento termo-estructural de las conexiones acero – hormigón, mediante el uso de modelación numérica bidimensional y tridimensional calibrada y validada respecto a información experimental precedente, y la propuesta de un sistema de porcientos para determinar la temperatura en la conexión que toma en cuenta el tipo y las caracterÃsticas geométricas de los conectores y la presencia del revestimiento contra incendio lo que condujo al perfeccionamiento del único método de diseño existente internacionalmente (EN 1994-1-2, 2005) para la determinación de la resistencia de la conexión tipo perno en situación de incendio; los métodos gráficos para el diseño de las conexiones tipo perno y tipo canal en situación de incendio, que constituyen una alternativa que permite obtener de forma directa la resistencia a elevadas temperaturas de las conexiones, para un tiempo de resistencia al fuego dado, en función de su resistencia a temperatura ambiente, y tienen como valor adicional la determinación de las temperaturas por métodos avanzados; el método gráfico alternativo, basado en datos combinados de modelación termo-estructural y de predicciones por medio de técnicas de inteligencia artificial, para determinar directamente y con facilidad el tiempo de resistencia al fuego de una viga compuesta dada; el software SCBEAM, que es capaz de asimilar los resultados de la evolución de las temperaturas emitidos por el software sueco Super Tempcalc y favorece el análisis estructural de múltiples variantes de una manera ágil y efectiva; y el enfoque de trabajo que integra la investigación experimental precedente, la modelación numérica, la estadÃstica y las técnicas de inteligencia artificial, en el desarrollo de métodos de diseño especÃficos para el caso de las vigas compuestas de acero hormigón, válido para su aplicación a nuevas investigaciones en el campo de la ingenierÃa estructural.Â
Los resultados que sustentan este trabajo son novedosos y en ningún caso coinciden con los presentados en el Premio de la Academia de Ciencias de Cuba 2006 “Bases teóricas, experimentales y de cálculo para el proyecto de estructuras compuestas de hormigón y acero en Cuba¨; en ese resultado premiado los aportes estuvieron relacionados con el proyecto de esa tipologÃa estructural a temperatura ambiente, en tanto en la presente propuesta los aportes están relacionados con el diseño de elementos estructurales de hormigón armado, acero o compuestas acero – hormigón en situación de incendio.Â
La producción cientÃfica asociada a estos resultados consiste en la publicación de 40 trabajos, de ellos: 11 en revistas y bases de datos referenciadas, asà como la presentación de 16 ponencias en prestigiosos eventos cientÃficos internacionales y otras 13 presentaciones a nivel nacional e internacional; y el registro por CENDA de 2 productos de software. Además, se relacionan con los resultados 3 proyectos internacionales y 1 nacional, 1 postdoctorado defendido en la Universidad de Sao Paulo, 1 tesis de doctorado, 2 tesis de maestrÃa y 8 trabajos de diplomas. Se han obtenido 4 Premios nacionales e internacionales, y se incluyen otros 14 avales nacionales e internacionales de aplicación e impacto, todo como expresión del reconocimiento a los resultados obtenidos.