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6.1.Conclusiones

La técnica de refuerzo a cortante FRP-NSM desarrollada en los últimos años, permite mediante la introducción de barras de FRP en surcos realizados en el recubrimiento de hormigón, au- mentar de forma considerable la capacidad resistente de estructuras de hormigón armado, y por tanto presenta gran utilidad en aplicaciones de rehabilitación o refuerzo de estructuras. Su eficacia se ha contrastado experimentalmente en numerosos ensayos, mejorando notable- mente las técnicas de refuerzo externo mediante materiales FRP que la precedían. Sin embar- go, pocos métodos de estimación para este tipo de refuerzo han sido desarrollados, y por tan- to, hasta la fecha no es posible realizar predicciones de capacidad, de estructuras reforzadas mediante esta técnica.

Si bien algunas recomendaciones sobre el refuerzo a flexión con FRP-NSM, comienzan a apare- cer en las principales guías de proyecto, no hay todavía información sobre su homólogo a cor- tante, debido a la mayor complejidad de los mecanismos intrínsecos a cortante, frente a los de flexión. Todo esto hace que metodologías de estimación de la capacidad resistente de estruc- turas reforzadas a cortante mediante FRP-NSM, sean esenciales.

En la presente tesis se han propuesto dos métodos para estimar la resistencia a cortante en vigas de hormigón armado reforzadas mediante la técnica FRP-NSM.

El primero de estos métodos ha sido el desarrollo de una red neuronal artificial entrenada a partir de una base de datos con resultados de ensayos experimentales. Estos entes matemáti- cos permiten realizar estimaciones a partir de datos entrada-salida, sin tener que conocer los mecanismos propios de un problema tan complejo como el problema real. En este trabajo, se ha tratado de incorporar al carácter puramente matemático de estas redes, el conocimiento

teórico-experimental del que se dispone. La elección de la red adecuada fue laboriosa, pues no se rige por ningún método específico, sino que se basa en la experiencia y en ensayos de prue- ba y error.

Previamente hubo que seleccionar entre la multiplicidad de parámetros que pueden estar involucrados en la resistencia de la viga los que ejercían una influencia más decisiva, pues un número de parámetros excesivo afecta negativamente a la capacidad de abstracción de la red. Tras sucesivas cribas, unas basadas en la bibliografía existente y otras en la relevancia de los parámetros a través del coeficiente de Garson, se redujeron a 9 los parámetros de entrada de la red.

Una vez encontrada la red óptima, esta fue entrenada con parte de los ensayos disponibles y validada con el resto de ensayos no empleados en el entrenamiento. El resultado fue muy sa- tisfactorio como se demuestra en los resultados presentados. Esto nos permite estimar con un grado aceptable de fiabilidad el comportamiento a cortante de vigas desconocidas para la red neuronal.

Además, el cálculo mediante redes neuronales artificiales permite visualizar el comportamien- to resistente de la viga en función de la variación de una de sus variables manteniendo cons- tante el resto, esto es, un análisis paramétrico que también efectuamos en esta tesis. Este análisis es especialmente útil, porque nos aporta un conocimiento de la influencia de cada parámetro considerado en el resultado final.

El segundo método utilizado fue la obtención de una ecuación de proyecto para este tipo de refuerzo a partir de la misma base de datos experimentales empleada en la red neuronal. Esta ecuación se obtuvo mediante un ajuste de parámetros basado en una optimización multiobje- tivo llevada a cabo a partir de resultados de ensayos experimentales sobre vigas con y sin re- fuerzo de FRP y resuelta con el algoritmo genético NSGA II.

Este novedoso enfoque ha servido como complemento al anterior de redes neuronales, pues se demostró que los resultados obtenidos por ambos métodos eran consistentes entre sí y, por otro lado, disponer de ecuaciones de diseño que pudieran tener implementación en futuros cálculos teóricos de diseños estructurales era de gran importancia práctica.

No obstante, se vio que estas ecuaciones de diseño, si bien ofrecían un carácter conservador al estimar capacidades resistentes algo menores a las experimentales, no eran lo suficientemen- te conservadoras en algunos de los ensayos. Esto no constituye un obstáculo insoslayable pues, a la vista de los resultados, puede estimarse un coeficiente de seguridad que, en primer lugar sea lo suficientemente alto para conferir un adecuado grado de seguridad a las ecuacio- nes de diseño obtenidas y, en segundo lugar, lo suficientemente reducido para que no sobre- dimensione innecesariamente los parámetros de una viga hormigón armado reforzada a cor- tante por FRP-NSM.

Yendo un paso más en esta línea, se realizó un análisis de fiabilidad estadística para poder es- timar el margen de seguridad de las ecuaciones diseño, pudiendo predecir valores resistentes de la viga reforzada que se encuentren dentro del margen de error que se desee.

6.2.Desarrollo futuro

A partir de los resultados obtenidos, se abren distintas líneas de investigación en las que se puede profundizar, tales como:

a) Mejora en la precisión predictiva de la red neuronal y de la ecuación de proyecto: Para la elaboración de esta tesis se ha contado con una base de datos de 100 ensayos. Am- pliando la base de datos con vigas cuyos parámetros de diseño estén fuera del rango de los estudiados, es muy posible (habría que realizar el análisis adecuado) que se me- joren los valores predictivos obtenidos por ambos métodos. Nuevos ensayos podrán arrojar más luz sobre la precisión de las metodologías desarrolladas, especialmente con el objetivo de poder incluir en las guías de diseño existentes la ecuación de pro- yecto propuesta.

b) Elaboración de un análisis paramétrico fuera del margen analizado en esta tesis. Para realizar el análisis paramétrico a partir de la red neuronal se ha variado el valor de un parámetro manteniendo el resto en sus valores medios, lo cual, en ocasiones no es ex- trapolable a la práctica. Es posible llevar a cabo dicho análisis modificando el valor del resto de los parámetros para valores diferentes al de sus valores medios. Por ejemplo, para una viga de hormigón armado dada, reforzada mediante FRP-NSM, se puede es- tudiar la variación de su capacidad resistente a cortante introduciendo en la red sus parámetros reales menos uno, y observar la variación de la resistencia de esa viga con- creta con el parámetro no introducido.

c) Aplicación de los dos métodos de cálculo a otras técnicas de refuerzo FRP. En efecto, en esta tesis se ha estudiado el comportamiento resistente a cortante de vigas refor- zadas mediante FRP-NSM. Para aplicarlo a otras técnicas de refuerzo FRP, como por ejemplo, de pegado superficial o cualquier otra, bastaría en principio contar con la ba- se de datos de ensayos adecuada a la técnica objeto de análisis y entrenar con ella la red neuronal. Esto mismo sería aplicable a la optimización multiobjetivo cambiando las ecuaciones de diseño teóricas por las aplicadas a la técnica en estudio.