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

Les construccions tradicionals son patrimoni arquitectònic del Marroc, ja que alguns dels quals tenen centenars d'anys. A més, l'ús de materials locals i tècniques tradicionals els fa unes construccions sostenibles, el que redueix la petjada ecològica i disminuir la dependència de recursos importats. També són obres de baix cost i proporcionen una climatització natural efectiva, de manera que els materials utilitzats són bons aïllants tèrmicament. L'objecte d'estudi d'aquesta recerca és conservar l'arquitectura tradicional del Marroc a partir de la investigació de quins són els sistemes addicionals a una estructura muraria existent per tal que l'edifici no es col·lapsi alhora d'un terratrèmol, o almenys, deixar temps suficient als residents per evacuar l'habitatge sense complicacions. Llavors, es planteja uns reforços amb elements a l'abast dels habitants i fàcils d'implementar perquè puguin aplicar-los ells mateixos sense necessitat d'eines i maquinàries que en la majoria de les vegades no són accessibles en aquelles zones rurals. Per aquest objectiu, cal disposar de suficient coneixement sobre el fenomen del sisme i quines són les forces que produeix, l'arquitectura tradicional del Marroc i les lesions que poden presentar amb aquestes forces sísmiques. Al final del treball es fa un assaig comparatiu entre les diferents tècniques de reforç del mur amb elements a l'abast dels residents i fàcils d'implementar, per ser capaç de seleccionar el sistema de reforç adequat.

Las construcciones tradicionales su patrimonio arquitectónico del Marruecos, puesto que algunos de los cuales tienen centenares de años. Además, el uso de materiales locales y técnicas tradicionales los hace unas construcciones sostenibles, el que reduce la huella ecológica y disminuir la dependencia de recursos importados. También son obras de bajo coste y proporcionan una climatización natural efectiva, de forma que los materiales utilizados son buenos aislantes térmicamente. El objeto de estudio de esta investigación es conservar la arquitectura tradicional del Marruecos a partir de la investigación de cuáles son los sistemas adicionales a una estructura muraría existente para que el edificio no se colapse a la vez de un terremoto, o al menos, dejar tiempo suficiente a los residentes para evacuar la vivienda sin complicaciones. Entonces, se plantea unos refuerzos con elementos al alcance de los habitantes y fáciles de implementar para que puedan aplicarlos ellos mismos sin necesidad de herramientas y maquinarias que en la mayoría de las veces no son accesibles en aquellas zonas rurales. Por este objetivo, hay que disponer de suficiente conocimiento sobre el fenómeno del seísmo y qué son las fuerzas que produce, la arquitectura tradicional del Marruecos y las lesiones que pueden presentar con estas fuerzas sísmicas. Al final del trabajo se hace un ensayo comparativo entre las diferentes técnicas de refuerzo del muro con elementos al alcance de los residentes y fáciles de implementar, para ser capaz de seleccionar el sistema de refuerzo adecuado.

Los contenedores de carga que son utilizados para el transporte marítimo han sido diseñados de modo que al momento de su uso tengan la mayor facilidad para su movimiento y traslado ya que al ser elementos que se usan a escala global deben permitir dichas facilidades reduciendo las molestias que pueda causar su manipulación en cualquiera de los puertos mundiales donde llegue. Dicho de esta manera se ven como elementos flexibles que permitirían su movimiento con mucha fluidez y sin mayores inconvenientes, pero la realidad es que los contenedores cuando están cargados, aparte de ser muy pesados, son difíciles de maniobrar ya que su volumen tan grande solicita un cuidado atento de las personas encargadas de éstas funciones. Luego de pasado un tiempo los contenedores cumplen su ciclo en las funciones carga marítima y son desechados y puestos en sitios donde quedan prácticamente en el olvido, sin nadie que se fije en el gran potencial que estas cajas tienen como estructura de acero, aun después de uso, ya que su diseño las ponen a la vista dentro de los tipos de estructuras modulares que pueden ayudar a solucionar problemas de construcción rápida y estable dentro de la industrialización que día a día se ve más desarrollada. Éste trabajo tiene como fundamento el estudio que se debe hacer en una parte de las construcciones que se pueden obtener con estos contenedores y son las uniones que se producen en las esquinas cuando uno de éstos elementos se pone sobre otro igual, ya que al estar diseñados para su movimiento deben ser de unos uniones que se puedan soltar con rapidez y facilidad causando así que la estructura tenga una discontinuidad cuando se apilan uno sobre otro. Aquí se hace un estudio de elementos que pueden ayudar a solucionas este tema buscando opciones que den una mayor estabilidad cuando se apilan hasta 6 contenedores marítimos de carga tipo ISO de 20. Para alcanzar dicho análisis se sigue una línea primero de investigación sobre el recorrido que han tenido los contenedores de carga marítimos a través de la historia, su creación y su continua evolución hasta los bloques modulares que se conocen hoy en día. Se investiga sobre todos los componentes que hacen el conjunto de la estructura aprovechable de un contenedor marítimo sean estructurales o de diseño; los elementos de unión que se comercializan dentro del área de transporte marítimo ya que para la construcción de edificaciones no está casi estudiado y es muy poca la bibliografía que se encuentra al respecto. Luego se hace un modelo para proponer diseños de unión entre los contenedores que mejoren su estabilidad y comportamiento frente a cargas y acciones que se produzcan en su utilidad. Los modelos de las propuestas de unión se estudiaran y analizaran para saber si realmente cumplen la función que van a desarrollar cuando estén aplicados como elementos de soluciones constructivas en la edificación de estructuras modulares.

En la arquitectura textil observamos una tipología estructural de plena actualidad, que permite cubrir grandes superficies, teniendo el sistema estructural en sí un peso propio muy reducido. Resulta así ideal para instalaciones deportivas, como campos de fútbol, pistas de tenis, etc. ! El presente Proyecto de Fin de Máster se centra en el análisis y estudio de los efectos que presenta el pretensado sobre la membrana textil. Se ha usado a tal efecto una cúpula de cables pretensados tipo “Kiewitt”, de 60 metros de diámetro, como modelo de cálculo. Sobre esta cúpula se han analizado los efectos del pretensado y la variación de las sobrecargas. ! El análisis realizado permite observar que el intervalo de pretensado adecuado para soportar todas las sobrecargas posibles es muy reducido. Por ello, se propone sustituir las barras rígidas por mástiles telescópicos. De este modo, para un valor fijo inicial de pretensado, se aplicaría un incremento en la longitud de los mástiles a partir de un cierto valor de sobrecarga superficial, modificando así el estado tensional de la membrana y permitiendo, por lo tanto, que la cúpula pueda someterse a valores de sobrecarga más elevados.

El perfil edificat de l'Eixample de Cerdà mai fou dut a terme. En el seu lloc, es decidí densificar la nova ciutat per qüestions econòmiques d'inversió de capital. Si bé en un primer moment va haver certa contenció, durant el temps de la dictadura, el perfil de la ciutat va créixer implicant la seva densificació i la imatge de la ciutat en certs llocs obscena, estèticament parlant. En el moment en què es va permetre créixer sobre edificis existents augmentant el nombre de plantes, segons les ordenances vigents del moment, hom es planteja quina és l'afectació d'aquestes preexistències, ja no pel que fa a la seva imatge, si no en relació a l'estat sobrecarregat de la seva estructura, que prèviament no contemplava aquelles plantes de més. Actualment, la necessitat de rehabilitar edificis a Catalunya, degut a diversos factors com la llarga crisis econòmica del món d ela construcció, l'envelliment del parc edificat, la seva manca de manteniment o la recent conscienciació de la societat sobre aspectes de sostenibilitat, és més present que mai, i cal doncs reivindicar la rehabilitació del nostre patrimoni edificat, en vers la postura antagònica que seria enderrocar per tornar a construir. Així doncs, aquesta tesina d'arquitectura, pretén establir, des del punt de vista de rehabilitació de l'obra de fàbrica, patrons de possibles patologies estructurals sobre un cas concret d'edificis de l'Eixample de Barcelona: els edificis plurifamiliars construïts abans de 1932 (tots ells amb el mateix sistema constructiu) que han sofert remuntes posteriors durant la seva llarga vida útil.

This study aims to evaluate the feasibility of cardboard as a long-term structural material in architecture. Recent experiments with cardboard in architecture are based on assemble of structural elements with existing cardboard products, which are afterwards put to load tests. Obtained results are usually in lack of coherence, making difficult to have precise prediction of structural behavior on a long-term basis. On the other hand, information that comes from packaging industry does not respond to architectural needs of material, so architects face difficulties toward closer understanding of mechanical properties of cardboard. The approach in this study goes from inside to outside, trying to understand the properties of the smallest components of the material and its relation with surrounding. Analyzing the microstructure in this direction helps to see which is the most convenient way to intervene for obtention of the optimal carton-based material for structural use in architecture.

Aunque el interés en la bóveda tabicada está creciendo en todo el mundo, tanto en el ámbito académico como en el profesional, quedan muchas incógnitas por resolver en cuanto a su comportamiento estructural. A pesar de la gran cantidad de publicaciones escritas sobre este tema, incluyendo los tratados del gran Guastavino, sigue abierto hoy un debate académico sobre el método de análisis de estas construcciones para su evaluación estructural. La investigación que se presenta a continuación, plantea el análisis de seis bóvedas de ladrillo hueco simple. Cada bóveda tiene una variable incorporada en su altura (de 20 a 30 cm), en el número de capas (2 o 3) y en la existencia o no de lengüetas rigidizadoras. Las bóvedas han sido evaluadas por Análisis Gráfico y por el Método de los Elementos Finitos, utilizando Cargas Uniformes y Asimétricas. Al mismo tiempo, las seis bóvedas están en construcción para llevar a cabo pruebas de carga sobre ellas. El material empleado se ha estudiado en el Laboratorio de Materiales para recoger los datos de sus características físicas y mecánicas, e introducirlo así en los modelos de cálculo. La construcción de las bóvedas, con el conocimiento exacto de su geometría, las condiciones de contorno y el material, permite que los modelos virtuales sean muy fieles a la realidad, lo que rara vez ocurre cuando nos enfrentamos a la restauración de bóvedas. La comparación de los resultados se ha hecho con dos objetivos: 1- Evaluar la idoneidad de los métodos analíticos utilizados. Para comprobar su precisión en la predicción del comportamiento real de las bóvedas y revelar la información que cada uno ofrece. 2- Evaluar la contribución de las variables seleccionadas para la estabilidad de la bóveda.

El complejo comportamiento mecánico característico de las estructuras de fábrica ha dificultado el desarrollo de algún método numérico para su modelizado y análisis que pueda compararse con los obtenidos para otros materiales como el hormigón y el acero. En los últimos años los métodos avanzados basados en elementos finitos, macromodelos y micromodelos, han experimentado un notable desarrollo. Sin embargo ninguno de estos modelos ha podido presentarse como autosuficiente sin revelar inconvenientes irresolubles. Las limitaciones de los métodos avanzados (micromodelos y macromodelos) para alcanzar la definición de algún prototipo de cálculo que combine la economía computacional con una descripción que represente adecuadamente el complicado comportamiento de la fábrica, han llevado al desarrollo de una nueva categoría de modelos que pretende dar solución a este conflicto de necesidades. Los modelos basados en el análisis multi-nivel explotan al mismo tiempo la capacidad de los modelos homogeneizados para la descripción del comportamiento global de la estructura en presencia de deformaciones moderadas, con la potencia de los modelos detallados en la descripción de la textura y el comportamiento no-lineal de la fábrica. El modelo desarrollado por L.A.Mihai y M. Ainsworth se basa en el análisis dinámico de un ensamblaje de unidades deformables en un contacto de tipo cohesivo y friccional. El enorme esfuerzo computacional que requiere este tipo de análisis se traslada a un rango asumible mediante el desarrollo de una estrategia multinivel adaptativa. Se presentan dos análisis para fábrica de mampostería de piedra basados en este modelo. El primero es el análisis de una fachada teórica sometida a un asiento diferencial y el segundo el de un muro real que presenta un nivel de daño perceptible. En ambos se ha obtenido un comportamiento coherente con lo previsto según las acciones a las que se sometió el modelo. Sin embargo, la comparación entre los valores de los resultados obtenidos (ancho de fisura, valor de los desplazamientos relativos entre unidades, deformaciones, etc.) y el estado real del muro resulta poco convincente, debido probablemente a problemas con la definición geométrica y mecánica de los materiales. El análisis del segundo modelo pone en evidencia la necesidad del desarrollo de técnicas de descripción topológica de las fábricas y ensayos de caracterización de los materiales, paralelamente al desarrollo de métodos numéricos para su análisis. La correcta calibración de los modelos de cálculo desarrollados dependerá de estos avances.

A lo largo de la historia, la construcción de forjados ha ido evolucionando y mejorando, tanto a nivel de técnicas constructivas como en la utilización de materiales novedosos, en la ejecución de forjados de edificación se ha empleado tradicionalmente el hormigón armado en todas sus variantes (viguetas prefabricadas, losas macizas, forjados reticulares, placas alveolares, etc.) así como, se han utilizado otros materiales, como el acero y la madera. En esta tesina se muestran, de forma resumida, las técnicas y procedimientos de cálculo, más utilizadas en forjados, diferenciando entre los sistemas de cálculo lineal y de cálculo no lineal. Con la evolución de esta tesina se quiere mostrar, un nuevo material con grandes posibilidades estructurales, el hormigón reforzado con fibras (HRFA) para la construcción de forjados bidireccionales apoyados directamente sobre pilares, o bien sobre muros; como alternativa al uso del hormigón armado, mostrando así sus propiedades y su características en el diagrama tensión – deformación, también se pondrán de manifiesto sus ventajas e inconvenientes para su uso en edificación. El estudio se plantea desde la forma general, analizando toda la información y los procedimientos disponibles y estudiados hasta el día de hoy del hormigón reforzado con fibras, hasta el punto concreto con la realización de un análisis numérico de diferentes soluciones y aplicaciones de forjados para poder obtener así unas conclusiones lo más concretas posibles. Al igual que en dimensionado de hormigón armado, en primer lugar, tenemos que determinar las acciones solicitantes, definidas en la instrucción correspondiente. Después debemos determinar la respuesta de una placa de HRFA sometida a una carga, para ello utilizamos la teoría plástica, ya que la incorporación de fibras en el hormigón proporciona un comportamiento altamente dúctil e isótropo. La carga última de una placa depende de su momento último, de sus dimensiones y del mecanismo de rotura posible. El momento último que agota la sección debe obtenerse a través del análisis seccional. Para este último paso son necesarios ensayos experimentales en probetas de HRFA para obtener así la resistencia residual a tracción del HRFA. Por último, una vez se han adquirido los conocimientos necesarios, se plantea una serie de análisis numéricos de forjados usando las teorías explicadas para el dimensionamiento de secciones de HRFA. Esta tesina muestra que es completamente viable el diseño y construcción de forjados bidireccionales utilizando el hormigón reforzado con fibras de acero. A día de hoy no existen demasiadas experiencias sobre la utilización de este material en forjados de edificación, por este motivo, para poder avanzar hay que poner en práctica los conocimientos que se tienen sobre el HRFA con el fin de obtener mejores resultados en el futuro.

Els edificis existents poden patir assentaments excessius si es produeix algun canvi del seu ús i augmenten les càrregues de fonamentació. Hi ha diferents mètodes per reforçar les fonamentacions existents i evitar que aquests assentaments excessius es produeixin. Un dels mètodes de reforç més utilitzat és el recalçat de la fonamentació per micropilotatge, però malgrat el seu ús habitual sorgeixen molts dubtes a l'hora d'avaluar la necessitat i el grau de la seva utilització. En aquest treball, es fa una primera aproximació a aquest problema amb l'anàlisi del comportament tensional i deformacional de diferents sabates corregudes assentades durant llargs períodes de temps sobre sòls cohesius, tant recalçades amb micropilons com sense recalçar, davant un augment moderat de càrregues.