5. Valoración experimental de estabilidad

5.1. Métodos de valoración y concepto de seguridad

El método de comprobación por experimentos se puede describir con la figura 15. [11]
En el ensayo de carga un elemento de la construcción viene sometido a los esfuerzos adicionales. La resistencia efectiva (incógnita) effRu se estima anteriormente por el estado real. Se mide las deformaciones. En el comienzo del ensayo de carga el flujo constante G1 ya está presente en su valor efectivo. Durante el ensayo de carga se añade las cargas externas extFziel, que resultan de la línea de orientación[11]. La suma de G1, Gd,j y Qd que representa la carga del ensayo no debe superar el límite del ensayo Flim.
La parte de la carga externa extFziel se puede generar con círculo de fuerzas utilizando el aparato de carga móvil de acero (figura 16).
Esta solución permite manejar altas cargas. Además es flexible y no hay que asegurarlo porque no hay piezas de carga que se podrían caer [12]. Las cargas del ensayo se genera con las prensas hidráulicas.

5.2 Requisitos, condiciones y experiencias.

Los más importantes requisitos para la aplicación práctica son elementos de construcción como objetos de aplicación.
Principialmente aptos para los ensayos
Una flexible y bien manejable preparatoría de cargas
Técnica de medición en línea con la representación gráfica instantánea de los resultados de la medición en la pantalla para el reconocimiento seguro de la carga límite del ensayo.
Personal del ensayo con mucha experiencia y conocimiento (técnica de la construcción,+técnica de medición+tratamiento de datos).
Además hay que cumplir los siguientes requisitos generales:
Ensayos previos ( de material y por cálculo)
Planificación del programa de ensayos y de la técnica de ensayos incluyendo las medidas de seguridad.
Definición de los criterios para el límite de cargas de ensayos y manejo técnico para la medición de estas cargas.
Anotar detalladamente todos los ensayos.
Después de la evaluación de los ensayos de carga, hay que representar los resultados en forma entendible para los obreros del pabellón.
-El comprobante de la plausibilidad en la comparación en los resultados por cálculos y los por medición.
El dato explicito de la carga (móvil) a utilizar
Explicación para el uso futuro de las cargas admisibles determinadas por los ensayos. Descripción de las condiciones para su aplicación.
Detalles para las medidas de la reparación y supervisión de la obra.

De la experiencia del Instituto para la Estática Experimental del Politécnico de Bremen que ha realizado aproximadamente 180 proyectos, se puede observar las siguientes conclusiones cualitativas teniendo en cuenta la diferencia de los casos problemáticos de las obras reales[13]:

20% son sin esperanza (ruptura y construcción de nuevo o reparación convencional)
40% se puede hacer la comprobación con ensayos previos y cálculos adecuados.
20% muestran un resultado positivo técnicamente y económicamente.
<1% se terminó negativamente por los graves errores de la construcción.

5.3 Ejemplos de aplicación

Tabla 2 muestra ejemplos realizados con una matriz. Se puede ver la universalidad de la aplicación técnica de los métodos experimentales.
Los ensayos previos en el prototipo del pabellón en Manizales/Colombia y los ensayos principales en el pabellón de la EXPO hay que asignar a las casillas de la tabla 2 construcción sobre el nivel de la tierra _ garantía +estática híbrida.

5.4 Ensayos previos en el prototipo del pabellón en Manizales/Colombia

Para estimar el nivel de la seguridad y para sacar las experiencias para los ensayos de carga en el pabellón de Hannover, primero fueron realizados los ensayos previos en el prototipo en Manizales/Colombia. La planificación y la ejecución de los ensayos de carga se hizo como parte del trámite para la consecución de la permisión de la construcción en colaboración con los proyectistas de la estructura y con la entidad de vigilancia de obras. Según la norma directiva para los ensayos de carga en la construcción maciza. Parte 1 construcción sobre el nivel del mar. [11].
A causa de la múltiple simetría e indeterminación estática de la obra fue posible examinar una prueba tomada al azar a partir de la totalidad de los principales elementos de la estructura. El volumen de las pruebas tomadas al azar y la selección de los elementos de la construcción se coordinó con la entidad para la vigilancia de obras y también eran casi idénticos para las dos obras en Manizales y en Hannover. (Figura 17).
Por la gran cantidad de las imponderabilidades, por motivos de seguridad y gastos (compárese capítulo 4) fue considerable realizar los ensayos de carga en los elementos primarios portantes de la obra en una forma global.

Techo voladizo (figura 17)

Hay 40 piezas de brazos voladizos parecidos en la forma de la construcción. De éstos:
Tipo A: 10 piezas en los ángulos del decágono del techo
Tipo B: 10 piezas en las mitades del decágono del techo
Tipo C: 20 piezas en los cuarto del decágono del techo

Los últimos no están soportados directamente por los tallos, sino indirectamente por las correas torcidas.
De los brazos voladizos que están sometidos a los esfuerzos de su propio peso y a la carga de la nieve, se ensayaron las versiones B y C una vez respectivamente. El tipo A no está sometido a grandes esfuerzos gracias al efecto de la estructura plegada.
Piso de la galería (figura 17).
20 piezas de cerchas idénticas que principalmente están sometidas a cargas verticales, se ensayaron una cercha con el propio peso y con la carga móvil.

Pórtico (figura 17) en simetría rotativa

En el plano horizontal están colocadas en simetría rotativa 20 piezas de pórticos de 2 tallos y 2 plantas. Ellos sirven para la transmisión de cargas en la dirección vertical y para el apuntalado horizontal . Gracias al efecto repartidor de las cargas del piso (galería) , al cono del techo, y a la cercha en el nivel de la cabeza inferior, fue suficiente ensayar la transmisión de cargas horizontales por el efecto de disco del piso de concreto armado. En este ensayo se sometió un nivel de pórtico a 2 cargas aisladas en la dirección casi horizontal en la altura del arrostramiento.

El Procedimiento del ensayo y los equipos de medición

Las cargas de los ensayos se improvisaron con un equipo de pesos consistente en:
Adoquines como la masa para el ensayo del techo voladizo. (véase figura 18)
Cable de tracción (maxF=6,5KN) para el techo voladizo
40 piezas de barriles de agua (maxQ=88KN)=> carga casi de superficie para la galería (figura 19)
Aseguramiento para que no se caiga el piso (figura 20)
Aparejo de cadena diferencial (2*maxF=50KN) para el pórtico
Medición eléctrica de fuerzas
Durante la realización del ensayo, la carga del ensayo fue continuamente aumentada hasta alcanzar la carga final. Paralelamente a esto fueron medidas geodeticamente las reacciones (deformaciones) y representadas gráficamente (figura 22)

Resultados de medición

Los protocolos de las mediciones muestran un desarrollo uniforme de las curvas de fuerzas y deformaciones. Se pudo evitar graves errores de la medición. En todos los ensayos fue alcanzada la carga final sin ninguna particularidad visible. Los ensayos estacionarios en función del tiempo fueron interrumpidos después de como mínimo 15 minutos por la constancia de los datos de la medición.
Los resultados de los ensayos muestran uniformemente una buena concordancia entre los ensayos de la carga y los cálculos de estática. Ellos demuestran que la estabilidad y la aptitud para el uso del pabellón ZERI para la EXPO 2000 en Hannover se puede alcanzar combinando los ensayos de los elementos de la construcción, ensayos de carga, cálculos estáticos y la alta calidad de la ejecución de la obra como se ha hecho en Manizales/Colombia.

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