APRÈN. Portal de la producció docent del professorat de la UPC

Les estructures de formigó armat són una solució molt atractiva per a la construcció en zones sísmicas. Un dels elements clau d'aquestes estructures són les unions entre els elements horitzontals i verticals, que durant un esdeveniment sísmic estaran sotmeses a grans forces i deformacions. El seu fallament pot provocar el col·lapse total de l'estructura; per tant, és fonamental conèixer el seu comportament sota càrregues cícliques. Aquest estudi es centra en el comportament de les unions viga-columnes i viga-murs sota càrregues cícliques. Per a això, es desenvolupen i validen models tridimensionals d'elements finits utilitzant el programari DIANA 10, tenint en compte la no linealitat dels materials constituents (formigó i acer) i la interacció entre ells. El procés de validació implica tres proves experimentals d'unions viga-columnes i dues proves experimentals d'unions viga-murs, comparant les corbes força-deformació i els danys observats en les mostres. A més, es desenvolupa el model d'un programa experimental en curs per a la resposta d'una unió viga-lloseta-mur com a part del projecte ERIES-NOBLE.

Las estructuras de concreto reforzado son una solución muy atractiva para la construcción en zonas sísmicas. Uno de los elementos clave en estas estructuras son las uniones entre los elementos horizontales y verticales, que durante un evento sísmico estarán sometidas a grandes fuerzas y deformaciones. Su fallo puede llevar al colapso total de la estructura; por lo tanto, es fundamental conocer su comportamiento bajo cargas cíclicas. Este estudio se centra en el comportamiento de las uniones viga-columna y viga-muro bajo cargas cíclicas. Para ello, se desarrollan y validan modelos tridimensionales de elementos finitos utilizando el software DIANA 10, considerando la no linealidad de los materiales constituyentes (concreto y acero) y la interfaz entre ellos. El proceso de validación involucra tres pruebas experimentales de uniones viga-columna y dos pruebas experimentales de uniones viga-muro, comparando las curvas fuerza-deformación y los daños observados en los especímenes. Además, se desarrolla el modelo de un programa experimental en curso para la respuesta de una unión viga-loseta-muro como parte del proyecto ERIES-NOBLE.

Caracteritzar mitjançant escaneig làser i assaigs mecànics les armadures actives d'acer afectades per la corrosió natural, analitzant la pèrdua d'àrea i la distribució de picades al llarg de l'element. Estudi de la distribució del dany i com afecta els elements amb corrosió natural ajuda a millorar, entre altres coses, les prediccions de vida útil de les estructures de formigó pretensat.

Caracterización mediante escaneado láser y ensayos mecánicos armaduras de acero activo afectadas por la corrosión natural, analizando la pérdida de área y la distribución de las picaduras a lo largo del elemento. Estudio de la distribución del daño y cómo esta afecta a las propiedades de estructuras de hormigón pretensado.

L'objectiu del present projecte és definir i estudiar les accions d'adequació o reforç de la mezzanina atirantada que connecta la nova Estació Multimodal de la Terminal 2 de l'Aeroport de Barcelona. La mezzanina en qüestió forma part d'un projecte anterior al present, per la qual cosa es troba ja construïda i atirantada. Un cop es va iniciar el projecte PROYECTO CONSTRUCTIVO DE ACTUACIONES NECESARIAS PARA LA PUESTA EN SERVICIO DEL ACCESO A LA NUEVA TERMINAL DEL AEREOPUERTO DE BARCELONA. RED DE CERCANÍAS DE BARCELONA ens vam adonar que, en caminar sobre l'estructura o passar-hi maquinària per sobre, es podia notar una sèrie de vibracions. L'estructura es compon d'una llosa de 35 cm de gruix que es recolza lateralment sobre pèndols que la sostenen de la coberta superior també executada a l'anterior projecte. Aquesta llosa consta d'un rebaix a la zona central on està prevista la instal·lació d'uns passadissos lliscants. L'amplada total de la mezzanina és de 9,40 metres i està dividida en dos trams, un de 41 metres i l'altre de 51 metres de longitud connectats mitjançant uns passadissos transversals. Després d'haver encarregat a una empresa externa una verificació estructural, es va poder concloure que el disseny original d'aquesta estructura era incorrecte, així doncs, es fa precís estudiar, dissenyar i executar una sèrie d'actuacions d'adequació sobre la mezzanina.

El objetivo del presente proyecto es definir y estudiar las acciones de adecuación o refuerzo de la mezzanina atirantada que conecta la nueva Estación Multimodal de la Terminal 2 del Aeropuerto de Barcelona. La mezzanina en cuestión forma parte de un proyecto anterior al presente, por lo que se encuentra ya construida y atirantada. Una vez se inició el proyecto “PROYECTO CONSTRUCTIVO DE ACTUACIONES NECESARIAS PARA LA PUESTA EN SERVICIO DEL ACCESO A LA NUEVA TERMINAL DEL AEREOPUERTO DE BARCELONA. RED DE CERCANÍAS DE BARCELONA” nos dimos cuenta de que, al andar sobre esta o pasar maquinaria, se podía notar una serie de vibraciones. La estructura se compone de una losa de 35 cm de canto que se apoya lateralmente sobre péndolas que la sostienen desde la cubierta superior, también ejecutada en el anterior proyecto. Esta losa consta de un rebaje en la zona central donde está prevista la instalación de unos pasillos rodantes. El ancho total de la Mezzanina es de 9.40 metros y comprende dos tramos, uno de 41 metros y otro de 51 metros de longitud conectados mediante unas pasarelas transversales. Después de haber encargado a una empresa externa una verificación estructural, se concluyó que el diseño original de esta era incorrecto, así pues, se hace necesario estudiar, diseñar y realizar una serie de actuaciones de adecuación sobre la Mezzanina.

En aquest projecte s'han analitzat els impactes ambientals deguts a l'execució d'una coberta de pont dissenyada per a les condicions limitants d'un projecte de pont concret. S'ha desenvolupat un disseny d'una possible coberta per a aquest cas, argumentant l'elecció d'aquesta solució i les principals geometries. La coberta es compon de 6 bigues prefabricades de formigó pretensat sota una llosa superior de formigó. La coberta es recolza simplement sobre els dos contraforts i sobre un pilar intermedi. A més, s'ha realitzat el càlcul de les càrregues que afecten un pont d'autovia d'aquestes dimensions i s'han calculat els efectes d'aquestes càrregues mitjançant el programari SAP2000. En conseqüència, s'ha dissenyat el reforç d'acer necessari per suportar les forces calculades en SAP2000 en tota la coberta. S'han calculat la pretensió, les pèrdues de pretensió, l'armadura per tall de les bigues i l'armadura de la llosa superior. D'altra banda, un cop realitzat tot el càlcul d'armadures, es va poder obtenir la massa total d'acer, el volum total de formigó i la superfície requerida per a l'encofrat. Tot això ha calgut per a l'anàlisi del cicle de vida realitzat amb el programari SimaPro. També ha calgut estimar els processos de transport des de les fàbriques de producció de matèria primera fins a l'obra, així com la maquinària necessària a l'obra. Un cop definides totes aquestes dades, el programari SimaPro ha desenvolupat en diferents categories els impactes al medi ambient que provocaria l'execució d'aquest projecte. Finalment, per contrastar l'anàlisi de SimaPro, s'han comparat les emissions de CO2 equivalents amb casos de projectes similars, cercant la unitat comparativa més útil a l'hora de comparar. Com que es tracta de dos projectes més de taulers de ponts de formigó per a altres condicions geomètriques, s'han comparat les emissions de CO2 equivalents que produeix cada pont per cada metre quadrat de superfície del tauler.

En este proyecto se han analizado los impactos ambientales debidos a la ejecución de un tablero de puente diseñado para las condiciones líimitantes de un proyecto de puente específico. Se ha desarrollado un diseño de un posible tablero para dicho caso, argumentando la elección de dicha solución y las principales geometrías. El tablero está compuesto por 6 vigas prefabricadas de hormigón pretensado bajo losa superior de hormigón. El tablero se apoya simplemente sobre los dos estribos y sobre un pilar intermedio. Además, se ha realizado el cálculo de las cargas que afectan a un puente carretero de esas dimensiones y se han calculado los efectos de dichas cargas mediante el software SAP2000. En consecuencia, se ha diseñado el refuerzo de acero necesario para soportar los esfuerzos calculados en SAP2000 en todo el tablero. Se han calculado el pretensado, las pérdidas de pretensado, el refuerzo a cortante de las vigas y el refuerzo de la losa superior. Por otro lado, una vez realizado todo el cálculo de armaduras se pudo obtener la masa total de acero, el volumen total de hormigón y la superficie requerida para el encofrado. Todo ello ha sido necesario para el análisis del ciclo de vida realizado con el software SimaPro. También ha sido necesario estimar los procesos de transporte desde las fábricas de producción de materia prima hasta la obra, así como la maquinaria necesaria en la obra. Una vez definidos todos estos datos, el software SimaPro ha desarrollado en diferentes categorías los impactos al medio ambiente que provocaría la ejecución de este proyecto. Finalmente, para contrastar el análisis de SimaPro, se han comparado las emisiones de CO2 equivalentes con casos de proyectos similares, buscando la unidad comparativa más útil a la hora de comparar. Al tratarse de otros dos proyectos de tableros de puentes de hormigón para otras condiciones geométricas, se han comparado las emisionesque produce cada puente por cada metro cuadrado de superficie del tablero.

En aquest estudi s'aplica una metodologia d'optimització basada en criteris prestacionals a un pont continu pretesat, considerant també aspectes de la sostenibilitat i el cost, alhora que es garanteix la durabilitat i la seguretat en condicions d'ús normal i risc sísmic. S'investiguen els possibles beneficis de les solucions de pretensat total i parcial a través d'una anàlisi de cicle de vida (LCA) en termes de cost i impacte mediambiental. Es pren com a referència un cas real de disseny, consistent en un pont continu de formigó totalment pretesat i diferents fases de construcció. Mitjançant la tecnologia del formigó parcialment pretesat, s'optimitza l'estructura de referència en base a criteris de reducció de la mida de la secció transversal, de reducció de 'armadura activa o bé de totes dues. Es duu a terme una optimització del disseny basat en prestacions, investigant diferents combinacions de secció transversal i armadura activa. Es consideren dissenys sísmics alternatius utilitzant un rang de factors de comportament per als pilars, des del màxim recomanat a l'actual Eurocodi 8 (q=2.86) fins a essencialment elàstic (q=1.5). El comportament sísmic i els danys es van avaluar a la fase de disseny mitjançant un procediment estàtic no lineal, per determinar el cost sísmic anual previst. Es va fer una anàlisi dinàmica no lineal de la història temporal del disseny optimitzat per verificar l'adequació del comportament sísmic. Es duu a terme una avaluació del cicle de vida (LCA) de les diferents alternatives de disseny per determinar la solució òptima, inclosos els costos i les emissions de CO2 des del bressol fins a la tomba, i la pèrdua sísmica anual esperada. Per al cas d'estudi investigat, la solució òptima s'assoleix amb una reducció de la secció transversal del 14% al tram central i del 8% als suports, i una resistència sísmica intermèdia, corresponent a un factor de comportament q=2.0. Els resultats de la integració del LCA en el disseny es comparen per tal d'extreure recomanacions per a l'aplicació pràctica del disseny basat en prestacions de ponts per millorar la sostenibilitat i l'eficiència econòmica, i se n'extreuen conclusions.

En el presente estudio se aplica el enfoque del diseño basado en las prestaciones (PBD) a un puente continúo pretensado desde las perspectivas de la sostenibilidad y el coste, al tiempo que se garantiza la durabilidad y la seguridad en condiciones de uso normal y bajo riesgo sísmico. Se investigan los posibles beneficios de las soluciones de pretensado total y parcial en a través de un análisis de ciclo de vida (LCA) en términos de coste e impacto medioambiental. Se toma como referencia un caso real de diseño, consistente en un puente continuo de hormigón totalmente pretensado y diferentes fases de construcción. Mediante la tecnología del hormigón parcialmente pretensado, se optimiza la estructura de referencia, permitiendo reducir el tamaño de la sección transversal, la armadura activa o ambas. Se lleva a cabo una optimización del diseño basado en prestaciones, investigando diferentes combinaciones de sección transversal y armadura activa. Se consideran diseños sísmicos alternativos utilizando un rango de factores de comportamiento para los pilares, desde el máximo recomendado en el actual Eurocódigo 8 (q=2.86) hasta esencialmente elástico (q=1.5). El comportamiento sísmico y los daños se evaluaron en la fase de diseño mediante un procedimiento estático no lineal, para determinar el coste sísmico anual previsto. Se realizó un análisis dinámico no lineal de la historia temporal del diseño optimizado para verificar la adecuación del comportamiento sísmico. Se lleva a cabo una evaluación del ciclo de vida (LCA) de las diferentes alternativas de diseño para determinar la solución óptima, incluidos los costes y las emisiones de CO2 desde la cuna a la tumba, y la pérdida sísmica anual esperada. Para el caso de estudio investigado, la solución óptima se alcanza con una reducción de la sección transversal del 14% en el vano central y del 8% en los apoyos, y una resistencia sísmica intermedia, correspondiente a un factor de comportamiento q=2.0. Los resultados de la integración del LCA en el diseño se comparan con el fin de extraer recomendaciones para la aplicación práctica del diseño basado en prestaciones de puentes para mejorar la sostenibilidad y la eficiencia económica, y se extraen conclusiones.

En un món en constant creixement i desenvolupament, una gestió eficient dels recursos és fonamental per a garantir la conservació i estabilitat econòmica i social. Ponts, carreteres, viaductes, edificacions i altres infraestructures, recursos vitals en l'activitat humana, llastren una deterioració inherent a la seva edat. Reparar-les, derruir-les o substituir-les suposa un impacte soci econòmic prou rellevant per a motivar el seu estudi. Si ens centrem en aquelles realitzades amb formigó armat, la causa més comuna de la seva deterioració és la presència de carbonatació i/o ions de clorurs induint la corrosió del seu armat. És per això que el repte actual s'orienta més a avaluar, reforçar i adaptar les estructures existents que al projecte i construcció de noves. Amb el propòsit de crear una eina que permeti la seva avaluació, es parteix d'un model de difusió que relaciona l'exposició ambiental i la component temporal de la deterioració estructural amb les seves conseqüències materials i geomètriques, les quals afecten el comportament resistent de la secció. La traducció del model de difusió la realitza un model de dany, basat en relacions empíriques provinents de diversos estudis desenvolupats durant el present segle. Posteriorment, un model mecànic de fibres permetrà obtenir la resposta seccional en diversos instants de temps. Una vegada realitzat el model global, compost per les tres rutines prèviament descrites, es busca aprofundir en l'estudi del procés de corrosió amb la creació d'un model subrogat. Aquest model, que dona títol i culmina el present treball, cerca imitar les prediccions del model complet proveint d'una explicació comprensible d'aquest. No sols ha de buscar-se el seu potencial en la seva senzillesa, si no en la seva capacitat computacional d'alleujar el cost temporal de càlcul, vital en un desenvolupament factible d'eines per al càlcul no lineal d'estructures sota corrosió.

En un mundo en constante crecimiento y desarrollo, una gestión eficiente de los recursos es fundamental para garantizar la conservación y estabilidad económica y social. Puentes, carreteras, viaductos, edificaciones y demás infraestructuras, recursos vitales en la actividad humana, lastran un deterioro inherente a su edad. Repararlas, derruirlas o substituirlas supone un impacto socio económico suficientemente relevante para motivar su estudio. Si nos centramos en aquellas realizadas con hormigón armado, la causa más común de su deterioro es la presencia de carbonatación y/o iones de cloruros induciendo la corrosión de su armado. Es por ello por lo que el reto actual se orienta más a evaluar, reforzar y adaptar las estructuras existentes que al proyecto y construcción de nuevas. Con el propósito de crear una herramienta que permita su evaluación, se parte de un modelo de difusión que relaciona la exposición ambiental y la componente temporal del deterioro estructural con sus consecuencias materiales y geométricas, las cuales afectan al comportamiento resistente de la sección. La traducción del modelo de difusión la realiza un modelo de daño, basado en relaciones empíricas provenientes de diversos estudios desarrollados durante el presente siglo. Posteriormente, un modelo mecánico de fibras permitirá obtener la respuesta seccional en diversos instantes de tiempo. Una vez realizado el modelo global, compuesto por las tres rutinas previamente descritas, se busca profundizar en el estudio del proceso de corrosión con la creación de un modelo subrogado. Dicho modelo, que da título y culmina el presente trabajo, busca imitar las predicciones del modelo completo proveyendo de una explicación comprensible del mismo. No solo ha de buscarse su potencial en la sencillez del mismo, sino en su capacidad computacional de aliviar el coste temporal de cálculo, vital en un desarrollo factible de herramientas para el cálculo no lineal de estructuras bajo corrosión.

El disseny de les estructures en front del foc es pot enfocar des de dos perspectives diferents, la prescriptiva i la basada en prestacions. El treball vol contraposar-les a partir de l'exposició e l'estat del coneixement i de l'estudi d'un cas pràctic. En primer lloc és contextualitza la problemàtica dels incendis interiors a nivell estructural i exposa els canvis que pot experimentar el formigó armat quan està sotmès a increment importants de temperatura. A continuació es repassa l'estat del coneixement d'ambdós enfocs de disseny global de l'edifici en front del foc, oferint una crítica del mètode prescriptiu i exposant la sistemàtica del nou punt de vista basat en prestacions. El capítol quart es centra en el disseny estructural en front del foc; es tracta el concepte de temps mínim de permanència de la funció estructural davant un incendi i s'ofereix una metodologia original per al seu càlcul; a continuació s'aborden els diferents models d'incendi per l'avaluació de la capacitat resistent d'una estructura sotmesa a la acció tèrmica d'un incendi i en el darrer punt es parla dels mètodes d'avaluació del comportament de les estructures sota l'acció d'un model d'incendi determinat. Per tal d'il·lustrar tot lo exposat es realitza l'anàlisi d'un element principal de l'estructura d'un edifici des de les dues perspectives. Finalment s'exposen les conclusions derivades de tot el treball. Aquestes evidencien una clara divergència en l'avaluació d'un element estructural sotmès a un incendi segons el mètode emprat i de la necessitat d'aproximacions avançades emmarcades en l'enfoc basat en prestacions fonamentat en la particularització de l'edifici objecte d'estudi per a una correcta modelització de l'afectació a la capacitat resistent dels components estructurals.

El diseño de las estructuras frente al fuego puede enfocarse desde dos perspectivas diferentes, la prescriptiva y la basada en prestaciones. El trabajo quiere contraponerlas a partir de la exposición del estado del conocimiento y del estudio de un caso práctico. En primer lugar, se contextualiza la problemática de los incendios interiores a nivel estructural y expone los cambios que puede experimentar el hormigón armado cuando está sometido a importantes incrementos de temperatura. A continuación, se repasa el estado del conocimiento de ambos enfoques de diseño global del edificio frente al fuego, ofreciendo una crítica del método prescriptivo y exponiendo la sistemática del nuevo punto de vista basado en prestaciones. El capítulo cuarto se centra en el diseño estructural frente al fuego; se trata el concepto de tiempo mínimo de permanencia de la función estructural frente a un incendio y se ofrece una metodología original para su cálculo; a continuación se abordan los diferentes modelos de incendio para la evaluación de la capacidad resistente de una estructura sometida a la acción térmica de un incendio y en el último punto se habla de los métodos de evaluación del comportamiento de las estructuras la acción de un modelo de incendio determinado. Para ilustrar todo lo expuesto, se realiza el análisis de un elemento principal de la estructura de un edificio desde las dos perspectivas. Por último, se exponen las conclusiones derivadas de todo el trabajo. Éstas evidencian una clara divergencia en la evaluación de un elemento estructural sometido a un incendio según el método empleado y de la necesidad de aproximaciones avanzadas enmarcadas en el enfoque basado en prestaciones fundamentado en la particularización del edificio objeto de estudio para una correcta modelización de la afectación en la capacidad resistente de los componentes estructurales.

L'auge dels gratacels ha comportat en els últims anys una preocupació més gran pels efectes dinàmics que el vent exerceix sobre els edificis. Les estructures de gran alçada es caracteritzen per tenir un període de vibració relativament llarg. Això fa que la resposta davant de càrregues de vent mostri efectes dinàmics, que afecten tant les condicions de confort com als estats límit últims. Les millores significatives en els materials, les tècniques de construcció i l'eficiència geomètrica han implicat un procés cada vegada més iteratiu dins del camp de l'enginyeria de vent/anàlisi estructural, amb les proves tradicionals de túnel de vent, utilitzades per predir el desenvolupament dependent del temps de les pressions al voltant de la superfície d'un edifici, només en els darrers anys complementades per tècniques numèriques de Dinàmica de Fluids Computacional que, a tot i mostrar un gran potencial, encara estan per perfeccionar. En aquest treball s'ha utilitzat un procediment encara més senzill per a la determinació de la resposta dels gratacels davant l'excitació del vent que parteix de teories bé conegudes dins del marc de la física i la resistència de materials, i permet una comprensió accessible tant de la descripció del vent com del comportament estructural. A través d'un conjunt de scripts de Matlab®, l'eina ha estat provada per a un model que emula les característiques d'un gratacel existent, mostrant resultats certament propers a aquells trobats a la literatura procedent d'experimentació real. La comparació entre models addicionals ha permès la discussió i corroboració d'algunes de les prescripcions i paràmetres estructurals importants que lideren el paradigma del disseny de gratacels actualment. Tot i que l'enfocament requereix més sofisticació i adaptabilitat, mostra un potencial elevat bé sigui com a eina orientada a un procés de predisseny accessible i econòmic, bé com a recurs didàctic sintètic però d'abast variat.

El auge de los rascacielos ha traído consigo en los últimos años una mayor preocupación por los efectos dinámicos que el viento ejerce sobre los edificios. Las estructuras de gran altura se caracterizan por tener un periodo de vibración relativamente largo. Esto hace que la respuesta ante cargas de viento muestre efectos dinámicos, de importancia determinante y que gobiernan el diseño del edificio. Las mejoras significativas en los materiales, las técnicas de construcción y la eficiencia geométrica han implicado un proceso cada vez más iterativo dentro del campo de la ingeniería de viento / análisis estructural, con las pruebas tradicionales de túnel de viento, utilizadas para predecir el desarrollo dependiente del tiempo de las presiones alrededor de la superficie de un edificio, sólo en los últimos años complementadas por técnicas numéricas de Dinámica de Fluidos Computacional que, a pesar de mostrar un gran potencial, aún están por perfeccionar. En este trabajo, se ha utilizado un procedimiento aún más sencillo para la determinación de la respuesta de los rascacielos frente a la excitación del viento que parte de teorías bien conocidas dentro del marco de la física y la resistencia de materiales, y permite una comprensión accesible tanto de la descripción del viento como del comportamiento estructural. A través de un conjunto de scripts de Matlab®, la herramienta ha sido probada para un modelo que emula las características de un rascacielos existente, mostrando resultados ciertamentcercanos a aquéllos encontrados en la literatura procedente de experimentación real. La comparación entre modelos adicionales ha permitido la discusión y corroboración de algunas de las prescripciones y parámetros estructurales importantes que lideran el paradigma del diseño de rascacielos en la actualidad. Aunque el enfoque requiere mayor sofisticación y adaptabilidad, muestra un potencial elevado bien sea como herramienta de prediseño, bien como recurso docente.

Quan es produeix un terratrèmol, la probabilitat d'un incendi dins d'un edifici és alta. A causa dels danys causats per un terratrèmol en un edifici, els sistemes actius d'extinció d'incendis, com els ruixadors, podrien ser afectats, pel que el foc dins d'un edifici trigarà molt més temps a ser controlat. Això pot conduir al ràpid col·lapse de l'estructura a causa del dany parcial inicial.Normalment, les estructures de formigó armat es dissenyen sota condicions sísmiques i de foc de forma independent, i a través de l'enfocament de Deemed to-Satisfy Design. Per tant, les estructures podrien ser massa febles per a resistir una acció conjunta dels esdeveniments d'ambdós accidents, col·lapsant-se molt abans del que s'espera.A causa d'això, l'interès sorgeix en un estudi multirisc d'aquests esdeveniments d'accidents a través de l'enfocament de Disseny basat en el rendiment. El treball de la present tesi investiga com els diferents nivells sísmics que ocorren inicialment afecten la resistència al foc d'una estructura de formigó armat.Per investigar aquests efectes, es realitza l'anàlisi de diferents estudis de casos, utilitzant diferents escenaris de foc i nivells de rendiment sísmic, a través de fallades locals o falles globals de l'estructura. Tot això es fa a través d'un programari d'anàlisi d'elements finits no lineals, que permet simular una anàlisi seqüencial, començant amb una anàlisi de gravetat, seguit d'una anàlisi sísmica i finalment una anàlisi termo-mecànica.

Cuando ocurre un evento sísmico, la probabilidad de que se ocasione un incendio es alta. Debido a los daños que ocasiona un sismo en una edificación, los sistemas activos contraincendios, como los rociadores, podrían verse afectados, por lo cual, el incendio dentro de la edificación tomará mucho más tiempo para poder ser controlado. Esto puede conllevar al colapso rápido de la estructura debido al daño parcial inicial que tiene la estructura. Normalmente las estructuras de hormigón armado son diseñadas bajo las condiciones de sismo y fuego de manera independiente, y a través de enfoques de diseño prescriptivos. Por lo que, las estructuras podrían ser muy débiles para resistir una acción conjunta de ambos eventos accidentales, llegando a colapsar mucho antes de lo previsto. Debido a esto surge el interés en un estudio multirriesgo de estos eventos accidentales a través de un enfoque de diseño basado en desempeño. El presente trabajo de tesis investiga cómo afecta diferentes niveles de desempeño sísmico ocurridos inicialmente, en la resistencia al fuego de una estructura de hormigón armado. Para investigar estos efectos, se realiza el análisis de diferentes casos de estudios, utilizando distintos escenarios de fuego y niveles de desempeño sísmico, a través de fallos locales o fallos globales de la estructura. Todo esto se realiza a través de un software de elementos finitos de análisis no lineal, el cual permite simular un análisis secuencial; iniciando con un análisis gravitacional, seguido de un análisis sísmico, y finalmente un análisis termo-mecánico.

Base de dades constituïda, per una matriu de 9 prototips de pòrtics dissenyats mitjançant DLA per a 11 nivells de dany (factor α), amb 6 pòrtics sotmesos a anàlisi no lineal temps història i 3 pòrtics amb anàlisi no lineal temps història juntament anàlisi push-over , consolidant un total de 132 respostes obtingudes. Les anàlisis inclouen efectes de degradació per histèresi model IMK.

Base de datos constituida, por una matriz de 9 prototipos de pórticos diseñados mediante DLA para 11 niveles de daño (factor α), con 6 pórticos sometidos a análisis no lineal tiempo historia y 3 pórticos con análisis no lineal tiempo historia junto análisis push-over, consolidando un total de 132 respuestas obtenidas. Los análisis incluyen efectos de degradación por histéresis modelo IMK.

S'ha projectat una passarel·la per a vianants i bicicletes entre el municipi de Llinars del Valls i el parc natural del Montnegre i el Corredor. L'accés actual discorre per la rotonda habilitada als vehicles generant situacions perilloses. L'estructura projectada de 380 metres de llarg s'ha realitzat mitjançant bigues arteses prefabricades pretesas. Aquesta estructura facilita un pas segur entre Llinars del Valls i el parc natural passant per sobre del riu Mogent, de l'autopista AP-7, de la via de l'AVE Barcelona - Figueres i de la carretera C-35.

Se ha proyectado una pasarela para peatones y bicicletas entre el municipio de Llinars del Valles y el parque natural del Montnegre y el Corredor. El acceso actual discurre por la rotonda habilitada a los vehículos generando situaciones peligrosas. La estructura proyectada de 380 metros de largo se ha realizado mediante vigas artesas prefabricadas pretesadas. Esta estructura facilita un paso seguro entre Llinars del Valles y el parque natural pasando por encima del río Mogent, de la autopista AP-7, de la vía del AVE Barcelona - Figueres y de la carretera C-35.

Descripció del desenvolupament de la solució adoptada en el projecte estructural d'una pasarela peatonal d'emergencies per desembarcar des del metro de la Red Line de Doha.

Descripción del desarrollo de la solución adoptada en el proyecto estructural de una pasarela peatonal de emergencias para desembarcar des del metro de la Red Line en Doha.

Los puentes grúa son un tipo de grúa muy usados en fábricas e industrias debido a su gran capacidad y fácil maniobrabilidad, usadas para elevación y/o transporte de grandes cargas, pudiendo moverse a verticalmente u horizontalmente a lo largo y ancho de su área de trabajo. Estas ventajas son las razones por las que el Laboratorio de Tecnología de Estructuras y Materiales “Lluís Agulló” (LATEM) de la Universidad Politécnica de Cataluña fue diseñado de inicio con una de estas maquinarias. El LATEM es un referente internacional en innovación y experimentación de materiales con casi tres décadas en servicio. Inicialmente disponía de un puente grúa de 5 toneladas, tras el paso de los años se vio necesario colocar otro puente grúa de la misma capacidad. El presente trabajo pretende evaluar la factibilidad de aumentar la capacidad de los puentes grúa existentes ya que se busca adecuar la estructura para realizar investigaciones a mayor escala. La documentación inherente al proyecto de esta estructura es insuficiente por lo que el primer paso del estudio fue llevar a cabo un levantamiento geométrico, para luego realizar ensayos no destructivos de caracterización del hormigón. Las acciones inducidas por los puentes grúa se calcularon tomando en cuenta las normas de diseño europeas y se analizó la estructura mediante un modelo numérico a través del software SAP2000. Finalmente se evaluó la resistencia de la estructura de soporte de los puentes grúa, es decir de los pilares y ménsulas, se planteó una propuesta de refuerzo y se presentaron las conclusiones referentes a lo observado en el análisis.

Els procediments que consideren models analítics inelàstics es troben el tradicional mètode d'Anàlisi Estàtic no lineal o Push-Over, i el més recent mètode d'Anàlisi Dinàmic Incremental (IDA). Degut a la seva naturalesa incremental, existeixen similituds entre els mètodes push-over i IDA. No obstant, el mètode IDA és molt més complex que el push-over, amb el corresponent elevat cost computacional. Per aquest motiu, aquest mètode està limitat a l'àmbit de la investigació. Donades les limitacions pràctiques del IDA, recents investigacions han proposat mètodes d'estimació de les corbes IDA a partir de la corba push-over, per evitar els procediments complexos del IDA. Dos mètodes trobats en la literatura son el SPO2IDA i el ICE4RISK, que es diferencien bàsicament en la metodologia que fan servir per l'estimació de les corbes (formulació empírica i interpolació d'un estudi paramètric, respectivament). El present treball, va tenir com a objectiu l'avaluació d'aquests mètodes d'estimació de les corbes IDA a partir de l'Anàlisi Estàtic No-Lineal, per trobar els possibles avantatges i les seves limitacions, fent servir registres acceleracions i estructures pròpies, comparant les corbes IDA estimades amb aquests mètodes amb les corbes IDA reals obtingudes utilitzant el IDA. Així mateix es van calcular les corbes IDA reals utilitzant els mateixos registres usats per aquests mètodes. Dels resultats obtinguts de l'avaluació realitzada es va obtenir que hi ha limitacions pel que fa a l'aplicabilitat d'ambdós mètodes, degut principalment a que el conjunt de registres utilitzat no és una variable a escollir per l'usuari. En aquest sentit, el mètode ICE4RISK es el que millor pot adaptar-se per ampliar el seu abast. El mètode SPO2IDA necessita d'ajustos em la formulació empírica per ampliar la seva aplicabilitat. Finalment, es proposen recomanacions per continuar amb la investigació sobre l'estimació de les corbes IDA.

Los procedimientos que consideran modelos analíticos inelásticos se encuentran el tradicional método de Análisis Estático No Lineal o Push-Over, y el más reciente método de Análisis Dinámico Incremental (IDA). Por su naturaleza incremental existen similitudes entre los métodos push-over e IDA. No obstante el método IDA es mucho más complejo que el push-over, con el consiguiente alto coste computacional. Así, este método está limitado al ámbito de la investigación. Dadas las limitaciones prácticas del IDA, recientes investigaciones han propuesto métodos de estimación de las curvas IDA a partir de la curva push-over, para evitar el complejo procedimiento del IDA. Dos métodos encontrados en la literatura son el SPO2IDA y el ICE4RISK, que se diferencian básicamente en la metodología que emplean para la estimación de las curvas (formulación empírica e interpolación de un estudio paramétrico, respectivamente). El presente trabajo tuvo como objetivo la evaluación de estos métodos de estimación de curvas IDA a partir del Análisis Estático No-lineal, para encontrar sus posibles ventajas y limitaciones, empleando registros de aceleración y estructuras propios. Se compararon las curvas IDA estimadas con estos métodos con las curvas IDA reales obtenidas usando el IDA. Asimismo se calcularon curvas IDA reales utilizando los mismos registros usados por dichos métodos. Los resultados de la evaluación realizada arrojaron que existen limitaciones en cuanto a la aplicabilidad de ambos métodos, debido principalmente a que el juego de registros empleado no es una variable a elegir por el usuario. En ese sentido, el método ICE4RISK el que mejor puede adaptarse para ampliar su alcance. El método SPO2IDA necesita de ajustes en la formulación empírica para ampliar su aplicabilidad. Finalmente, se sugirieron recomendaciones para continuar con la investigación acerca de la estimación de las curvas IDA.

El present treball de fi de màster planteja analitzar el comportament d'estructures amb dispositius antisísmics. Es van estudiar els avantatges d'aquests dispositius i es van seleccionar els aïlladors sísmics de nucli de plom i els dissipadors sísmics tipus arriostrament de vinclament restringit per al desenvolupament d'aquest treball. Es va realitzar un estudi paramètric d'un pòrtic en el qual es va variar el nombre de nivells, el tipus de sòl i la rigidesa dels dispositius antisísmics. Es va proposar un patró per al disseny dels aïlladors sísmics, el qual és variar el període aïllat a un valor igual a 3 vegades el període no aïllat i 4 vegades el període no aïllat. També es va proposar un patró de disseny per als dissipadors sísmics, el qual és variar la rigidesa de l'dissipador a un valor de rigidesa igual, dues vegades més, quatre vegades més i sís vegades més a la rigidesa de cada nivell. Es van obtenir els desplaçaments màxims, derives màximes, tallant basal i balanç d'energies de cada disseny per després fer una anàlisi de resultats i treure conclusions dels mateix. Després es va realitzar l'estudi d'un edifici de deu nivells per comparar un disseny sismoresistent, un disseny amb aïlladors sísmics i un altre amb dissipadors sísmics de la mateixa i obtenir conclusions de qual sistema de protecció sísmica és el més adequat per a aquest escenari en particular. Finalment es van presentar les conclusions i recomanacions de l'estudi realitzat, on, com a conclusió principal es va haver de gràcies a la correcta selecció i disseny de el dispositiu sísmic es pot millorar considerablement l'acompliment sísmic de les estructures.

This master thesis analyzes the behavior of structures with anti-seismic devices. The advantages of these devices were studied and lead core seismic isolators and restricted buckling bracing type seismic dissipators were selected for the development of this work. A parametric study of a frame was carried out in which the number of levels, the type of floor and the rigidity of the anti-seismic devices were varied. A pattern was proposed for the design of seismic isolators, which is to vary the isolated period to a value equal to three times the non-isolated period and four times the non-isolated period. A design pattern for seismic dissipators was also proposed, which is to vary the stiffness of the dissipator to a stiffness value equal to two times more, four times more and six times more to the stiffness of each level. The maximum displacements, maximum drifts, basal shear and energy balance of each design were obtained in order to then make an analysis of the results and draw conclusions from them. Then, a study of a ten-story building was carried out to compare a seismic resistant design, a design with seismic isolators and another with seismic dissipators in order to obtain conclusions of which seismic protection system is the most suitable for this particular scenario. Finally, conclusions and recommendations of this study were presented, in which it was mainly concluded that, by performing a correct selection and design of the seismic device, the seismic performance of the structures can be considerably improved.

En los últimos años se ha producido un gran avance en el desarrollo de la investigación en el campo de los hormigones especiales, como es el caso del hormigón reforzado con fibra (HRF). Estas investigaciones han servido de base para una mejor comprensión del comportamiento de este material. A pesar del arduo trabajo de los investigadores, aún no se ha llegado a un consenso y solo se ha permitido recomendar ecuaciones constitutivas y modelos para el diseño de estructuras que se han publicado en códigos e instrucciones de diseño. El objetivo de esta tesis es calibrar el factor de seguridad de un modelo resistente al cizallamiento para hormigón reforzado con fibra. Para cumplir con este objetivo se han propuesto tres etapas: definición del modelo resistente al corte, calibración del error del modelo, estudio de confiabilidad mediante simulación numérica y calibración del factor de seguridad para índices de confiabilidad objetivos. La primera parte del estudio se centra en la definición de un modelo de resistencia al corte de hormigón reforzado con fibra. El modelo utilizado en este trabajo se basa en el método propuesto por (Coccia, Meda y Rinaldi, 2015), cuyo principio es la reducción del esfuerzo principal para la verificación del cortante. El método propuesto se desarrolla en un modelo plástico del comportamiento de tracción HRF y calcula el esfuerzo principal que permanece después de que se consume el cortante. La variación de este modelo se realiza porque no consideran el refuerzo longitudinal en el análisis. El método utilizado considerará el mismo procedimiento, pero con la inclusión de armadura longitudinal porque la base de datos son ensayos de vigas HRF con armadura longitudinal. La segunda parte a tratar es la calibración del error del modelo comparando los resultados experimentales. Para lo cual se determina la influencia de cada una de las variables en el modelo de corte analizado; en este estudio se ha considerado una base de datos de 317 experimentos. Se analiza cada uno de los experimentos de vigas HRF con refuerzo longitudinal y se obtiene la expresión del error del modelo (). El error da como resultado la capacidad de prueba experimental (VuTEST) dividida por la capacidad prevista del modelo (VuMODEL). Finalmente, el análisis de la confiabilidad de la estructura se realizará mediante simulación numérica, considerando la aleatoriedad de las variables de diseño, el error del modelo y el formato de seguridad tradicional de los Estados Límite. Este análisis de confiabilidad se realiza utilizando el método FORM y la base de datos de prueba a gran escala. El estudio concluye con la propuesta de un factor de seguridad para la resistencia de materiales (fibras) fR3k para diferentes índices de confiabilidad objetivo (β).

Traditional seismic design in most international codes consists on the, so-called, forced-based design (FBD). The seismic regulations of Peru prescribe very low inter-story drift limitations together with rather large ductility reduction factors (R=8). These conditions usually results in very robust frames buildings, in order to achieve the needed stiffness. However, as forces are greatly reduced, the columns usually are reinforced with minimum steel ratio. These designs are considered sub-optimal. The objective of seismic provisions is to stablish minimum conditions and design guidelines to ensure public safety and limit losses. These documents should be supported on the basis of stablished engineering knowledge; however, they should not limit innovation. Novel design strategies can be gradually incorporated when they are proved to be adequate, as well as the use of different structural systems. Currently, Peruvian Earthquake-Resistant Code (NTP-E0.30) practically makes impossible to use concrete frame systems in some regions of the country because the drift imposed in the regulation forces the designer to structure with shear walls. The global objective of this Master Thesis is to investigate if feasible and more competitive solutions of concrete frame systems are possible by means of the Displacement-Based-Design Method (DBD), proposed by Priestley et al (2007). The DBD method allows performance-based design of structures. This method has been widely extended in the last decade because it allows control of damage easily, as the design conditions are defined in terms of displacements instead of forces. A series of case-studies are investigated in this Master Thesis. They consist on buildings of 4, 6 and 8 stories, based on the typical height of frame structures built in Peru. The structures are designed with FBD and DBD methods. In order to assess the advantages of DBD, both static and dynamic non-linear methods will be used to determine the effectiveness in damage control of the design strategies.