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El estudio presentado en este trabajo tiene como objetivo evaluar el comportamiento de vigas de apeo, que por su geometría particular, se consideran regiones D, en las cuales se generan campos de tensiones complejos y no es aplicable la hipótesis de Navier-Bernoulli. Las regiones D se suelen dimensionar utilizando el Método de Bielas y Tirantes (B-T), pero que en este caso, dado el carácter tridimensional y la complejidad del comportamiento estructural, no es evidente el sistema de B-T a utilizar. Por ello se plantea la necesidad de un análisis más profundo, basado en el Método de los Elementos Finitos, MEF. En concreto se analiza un caso de un edificio real en el que los apeos realizados pueden dar lugar a estados tensionales excesivos. Dentro del análisis MEF se desarrollaron dos modelos 3D, uno en régimen lineal y otro no lineal, en los cuáles se evaluó paramétricamente la influencia del espaciamiento de las barras longitudinales en la difusión de tensiones de compresión y se verificó el posible aumento de las tensiones laterales en la viga debido a la presencia de una losa. Adicionalmente, el modelo no lineal, determinó que las armaduras longitudinal y transversal no plastifican y que el hormigón alcanza valores de εc =-0.0042$, superiores a la deformación última cuando se aplica el 74 de las cargas P y V3. Por otro lado, los resultados del análisis del MBT determinaron que la viga falla por rotura de la biela que une los pilares de apoyo y carga debido a su falta de capacidad resistente, hecho que se corrobora en el análisis del modelo no lineal del MEF. En consecuencia, este pilar requeriría un refuerzo, no tanto para aumentar su capacidad, sino para aumentar la sección de la biela interna en el apeo. The aim of this work is to evaluate the behavior of a shoring beam which, because of its particular geometry, represents a D region where complex stress fields are generated in it and the Navier-Bernoulli hypothesis is not applicable. D regions are usually dimensioned using the Strut and Tie Method (S-T), but in this case, since the three-dimensionality and complexity of the structural behavior is not obvious S-T system to use. For this reason, there is a need for a more in-depth analysis, based on the Finite Element Method, FEM. Specifically, a case of a real building is analyzed in which the shorings carried out can give rise to excessive stress states. Within the MEF analysis, two 3D models were developed, a linear and a non-linear model in which a parametric analysis were performed to determine the influence that the spacing of the longitudinal bars has on the diffusion of compression stress. Also, the possible increase of lateral compression stress on the beam due to the presence of a slab was verified. Additionally, the non-linear model determined that the longitudinal and transverse reinforcements do not plasticize and that the concrete reaches values of εc ==-0.0042$, higher than the ultimate deformation when are applied 74% of the loads P and V_{3}. On the other hand, results of the STM analysis determined that the beam fails due to breakage of the strut that joins the support and load pillars due to its lack of resistance capacity, a fact that is corroborated in the non-linear model analysis of the FEM. Consequently, this pillar would require a reinforcement, not so much to increase its capacity, but to increase the section of the internal strut in the shoring. L'estudi presentat en aquest treball té com a objectiu avaluar el comportament de bigues d'estintolament, que per la seva geometria particular, es consideren regions D, en les quals es generen camps de tensions complexos i no és aplicable la hipòtesi de Navier-Bernoulli. Les regions D es solen dimensionar utilitzant el Mètode de Bieles i Tirants (B-T), però que en aquest cas, atès el caràcter tridimensional i la complexitat del comportament estructural, no és evident el sistema de B-T a utilitzar. Per això es planteja la necessitat d'una anàlisi més profunda, basat en el Mètode dels Elements Finits, MEF. En concret s'analitza un cas d'un edifici real en què els estintolaments realitzats poden donar lloc a estats tensionals excessius. Dins de l'anàlisi MEF es van desenvolupar dos models 3D, un en règim lineal i un altre no lineal, en els quals es va avaluar paramètricament la influència de l'espaiament de les barres longitudinals en la difusió de tensions de compressió i es va verificar el possible augment de les tensions laterals a la biga causa de la presència d'una llosa. Addicionalment, el model no lineal, va determinar que les armadures longitudinal i transversal no plastifiquen i que el formigó arriba a valors de εc = -0.0042, superiors a la deformació última quan s'aplica el 74% de les càrregues P i V3. D'altra banda, els resultats de l'anàlisi de l'MBT van determinar que la biga falla per trencament de la biela que uneix els pilars de suport i càrrega a causa de la seva falta de capacitat resistent, fet que es corrobora en l'anàlisi de el model no lineal de l'MEF. En conseqüència, aquest pilar requeriria un reforç, no tant per augmentar la seva capacitat, sinó per augmentar la secció de la biela interna en l'estintolament.

Resumen: Ensayos experimentales realizados en el laboratorio de estructuras de la Escuela Politécnica Nacional (Ecuador) en vigas con nudos híbridos, cada vez más utilizados en la construcción de edificios con losas steel deck, demostraron que el nudo híbrido no disminuye la resistencia de las vigas de hormigón, alcanzando valores aproximados a los teóricos para la viga sin nudo. Con los resultados de la experimentación y modelos en elementos finitos se buscó la trayectoria de esfuerzos para realizar un Modelo Puntal Tensor (MPT), obteniendo áreas de acero 15% superior al diseño con las fórmulas de flexión del ACI 318-14. Se presentan formulas generales del MPT para vigas de cualquier luz con un solo nudo híbrido, pero es posible extenderlas a varios nudos. La evidencia experimental y MPT muestra que la carga puntual se transfiere mejor con la viga de acero penetrando a la viga de hormigón, la cual no disminuye la resistencia. Abstract: Experimental tests carried out in the laboratory of structures of the National Polytechnic School (Ecuador) in beams with hybrid nodes, increasingly used in the construction of buildings with steel deck slabs, demonstrated that the hybrid nodes does not decrease the strength of concrete beams, reaching approximate values to the theoretical ones for the beam without nodes. With the results of the experimentation and models in finite elements, the trajectory of efforts to perform a Strut and Tie Model (STM) was sought, obtaining areas of steel 15% superior to the design with the flexion formulas of the ACI 318-14. General formulas of the STM are presented for beams of any light with a single hybrid nodes, but it is possible to extend them to several nodes. The experimental evidence and STM shows that the point load is transferred better with the steel beam penetrating the concrete beam, which does not decrease the strength.

Improvements in concrete prefabrication technology makes the use of long-span concrete girders more competitive compared to other alternatives. However, the weight of the element is determining factor in transportation and lifting operation costs, hence the width of the flanges tends to be reduced. This results in elements more prone to lateral instability. In this paper, a real case study of lateral instability of a long pre-cast girder is presented. A parametric analysis is carried out to determine the limits of application of the solution. The current provisions of the Model Code 2010 are analysed, and it is shown that they may be insufficient in some limit cases.

Se trata de modelizar numéricamente una campaña experimental de vigas con sección en T reforzadas externamente a cortante con laminados de polímeros reforzados con fibras (FRP) con diferentes configuraciones para contrastar con los resultados experimentales.

Este documento contiene los resultados de un programa experimental que se llevó a cabo en la Escuela Colombiana de Ingeniería Julio Garavito, en el cual se evaluó el comportamiento de vigas de concreto reforzado afectadas por corrosión, con rehabilitación del concreto degradado, mediante la implementación de diversos sistemas de transferencia de cargas entre el concreto nuevo y el concreto existente y reforzadas externamente con láminas de CFRP (Carbon Fiber Polymer, por sus siglas en inglés) con el fin de devolver la capacidad inicial al estar el área de acero de refuerzo reducida por los efectos de la corrosión. Se construyeron 10 especímenes a escala natural, con secciones transversales de 0.30mx0.38m x 3.60m de longitud total; el proceso de corrosión se simuló reduciendo la sección transversal de las barras longitudinales en tensión por medios mecánicos. Del total de los especímenes, tres se establecieron como vigas control para evaluar la eficiencia de las reparaciones y en los restantes se propusieron siete diferentes sistemas de transferencia de esfuerzos entre el concreto existente y el concreto de reparación, más la adición del reforzamiento externo CFRP. Los resultados de la investigación demostraron que independientemente del sistema de reparación que se haya implementado, se transfirieron eficientemente los esfuerzos entre el concreto existente y el de reparación y asimismo se verificó la eficiencia del reforzamiento externo mediante los tejidos de CFRP., This document contains the results of an experimental program that was carried out at the Julio Garavito Colombian School of Engineering, in which the behavior of reinforced concrete beams affected by corrosion was evaluated, with the rehabilitation of degraded concrete, by means of the implementation of various load transfer systems between new concrete and existing concrete and reinforced externally with sheets of CFRP (Carbon Fiber polymer, for its acronym in English) in order to return the initial capacity to be the area of reinforcing steel reduced by the effects of corrosion. 10 specimens were built on a natural scale, with cross sections of 0.30mx0.38m x 3.60m in total length; the corrosion process was simulated by reducing the cross section of the longitudinal bars in tension by mechanical means. Of the total of the specimens, three were established as control beams to evaluate the efficiency of the repairs and in the rest seven different stress transfer systems were proposed between the existing concrete and the repair concrete, plus the addition of the external reinforcement CFRP. The results of the investigation showed that regardless of the repair system that was implemented, the efforts between the existing and the repair concrete were efficiently transferred and the efficiency of the external reinforcement was verified through the CFRP fabrics., Maestría, Magíster en Ingeniería Civil con Énfasis en Estructuras

Considerations for the treatment of concrete beams crossed by secondary steel beams is discussed. Even where data are available, they have been used beams of its kind since 2013, especially in the province of Manabí, Ecuador. It is known so far four buildings in which this solution has been used. Besides construction of such projects in the Republic of Cuba, in the area of Mariel. However, structural analysis of this type of construction has been markedly empirical being. The scope of the recommendations of the American Concrete Institute (ACI) for embedded in concrete, and the use of these regulatory provisions to the location of the opening in beams under study is discussed in this paper. To analyze the behavior of the cross section, the method of moment versus curvature (M-ϕ ) is used, modeling the behavior of concrete with the proposed linear pattern and tri Mander model for the behavior of the steel by ETABS software. It is evident in the analysis of moment decreases the ability to invade the hollow block compressions. If it is a steel beam crosses and invades the block compressions improves moment but in cross section, requiring another type of treatment for the overall performance level of the longitudinal section. Index Terms— Momento curvatura, hormigón confinado, resistencia, ductilidad.

La resistencia a cortante de estructuras de hormigón armado se ve afectada por el tamaño. Dado que la contribución de la cabeza de compresión a la resistencia a cortante es significativa, conviene cuantificarla con precisión, teniendo en cuenta que puede considerarse sometida a un ensayo de tracción indirecta. Se quiere estudiar el comportamiento de probetas prismáticas sometidas a un ensayo de tracción indirecta mediante simulación numérica utilizando elementos discretos. Una vez calibrado el modelo con ensayos realizados en el LTEM se realizará un estudio paramétrico.

[ES] El objetivo de este Trabajo Fin de Grado es la de caracterizar una estructura híbrida de hormigón de ultra altas prestaciones (UHPC) y barras de polímero reforzado con fibra de vidrio (GFRP), para después estudiar cómo se comporta frente a esfuerzos de sismo. Para ello se caracterizarán los materiales UHPC y GFRP, para después realizar en laboratorio la estructura viga-pilar, así como los encofrados, la ferralla, su cálculo y construcción, y procesos de puesta en obra, para finalmente ensayarla hasta la rotura, en entorno controlado., [EN] The problem addressed in this Final Degree Project paper is the behavior of hybrid structures made of Ultra High Performance Concrete and Glass Fiber Reinforced Polymer bars against earthquake strains. The following procedure has been followed. First, UHPC and GFRP materials were characterized. Then the pillar-beam structure as well as formworks and the appropiate calculations and construction were made in order to carry out a burst test, in a controlled environment.

[ES] Este trabajo final de grado consiste en realizar un estudio del cortante en vigas de gran canto. Para ello se han realizado cuatro vigas de gran canto, cada una de ellas realizadas con diferentes dosificaciones. En primer lugar, se ha caracterizado el material que posteriormente se utilizará para realizar las vigas, ejecutando probetas, a las cuales se las ha sometido a diferentes ensayos y poder así saber cuáles son sus capacidades mecánicas. A continuación, se han ejecutado las vigas anteriormente mencionadas, con diferentes dosificaciones y añadiéndoles a dos de ellas fibras poliméricas de poli olefina. Una vez se han ejecutado las vigas, se ha procedido a hacer los ensayos a flexión para poder analizar el comportamiento de estas al cortante y comparar entre las diferentes vigas., [CA] Aquest treball final de grau consisteix a realitzar un estudi del tallant de bigues de gran cant. Per a açò s'han realitzat quatre bigues de gran cant, cadascuna d'elles realitzades amb diferents dosatges. En primer lloc, s'ha caracteritzat el material que posteriorment s'utilitzarà per a realitzar les bigues, executant provetes, a les quals li les ha sotmès a diferents assajos i poder així saber quins són les seues capacitats mecàniques. A continuació, s'han executat les bigues anteriorment esmentades, amb diferents dosatges i afegint-los a dos d'elles fibres polimèriques de poliolefina. Una vegada s'han executat les bigues, s'ha procedit a fer els assajos a flexió per a poder analitzar el comportament d'aquestes al tallant i comparar entre les diferents bigues., [EN] This end of year project consists in performing a study of the shearing force of large concrete deep beams. For this study, four large beams have been made and each beam is made with different concrete dosages. Firstly, the material that will be used to make the beams has been characterized by running samples; to which they have been subjected to different tests to know their mechanical limitations. Secondly, the previously mentioned beams have been executed with different concrete dosages and adding polyolefin polymer fibers to two of those beams. Finally, once the beams have been executed, the flexion tests have been performed to be able to analyze and determine the behavior of these beams at their shear point, and thus, make a comparison between the different beams.

[ES] En este Trabajo Fin de Grado se pretende realizar una estructura de hormigón armado en enlace nudo viga-pilar y unos soportes tipo hueso, para someterlos a ensayo de sismo y carga excéntrica respectivamente, en pórticos controlados en laboratorio del Instituto de Ciencia y Tecnología del Hormigón (ICITECH). Una vez fisurados tanto el enlace como los soportes, se procederá a realizar análisis de los elementos estructurales mediante técnicas ultrasónicas, para posteriormente repararlos con técnicas especiales mediante aplicación de polímeros reforzados con fibra de carbono (CFRP). Posteriormente, se analizará la reparación con ensayos no destructivos (END) y se llevará hasta la rotura la estructura, para su análisis., [EN] This Final Project is intended to make a reinforced concrete structure in the meeting of a beam-column node and some columns, for controlled submission to seism test and compression test with eccentric load respectively, in the « Instituto de Ciencia y Tecnología del Hormigón » (ICITECH) laboratory. Once destroyed the node and the columns, they will be proceed to its analysis using ultrasonic techniques, later to repair with special techniques applying polymer reinforced with carbon fiber (CFRP). Finally, the repair will be analyzed by non destructive testing (NDT.) and it will take up to the break of the structure, for its analysis.

[ES] Debido a la coyuntura económica por la que está pasando la sociedad, la nueva construcción es una de las vías dentro de la edificación que se ha visto más mermada en los últimos tiempos, en cambio, la rehabilitación y reparación de edificios y construcciones existentes es una de las ramas que han conseguido mantenerse y sobreponerse a dichos contratiempos. Atendiendo a esto, el siguiente trabajo pretende estudiar el comportamiento de una reparación de un elemento estructural de hormigón armado elaborada con los materiales más actuales e innovadores que se encuentran en el mercado. Primero, se estudiarán las vigas mediante END por ultrasonidos antes de repararlas, detectando las lesiones y obteniendo la velocidad con la que pasan las ondas a través de las muestras y después de dicha reparación estudiando así si su consolidación se ha hecho de forma correcta. Tras el ensayo ultrasónico, se reforzarán las vigas con un tejido unidireccional de fibras de carbono y con bandas de fibra de carbono pultrusionado. Finalmente, para concluir el estudio de la intervención realizada en las muestras se ensayarán las vigas a flexión., [EN] Within the building industry, the new construction has been the most decreased pathway in recent times due to the economic crisis. However, the rehabilitation and repair of existing buildings and structures is one of the branches that has managed to maintain itself and has taken advantage of this recession. The aim of this project is to study how a repair of a reinforced concrete structural element works. For this reason, in this project, the most current and innovative materials in the construction market will be used. Firstly, broken beams will be analyzed using ultrasonic Non-Destructive Testing (NDT). By the ultrasonic test, we will detect injuries and obtain the speed of the waves passing through the beams. Secondly, we will repair the beams. Later, again with the ultrasonic NDT, we will check if the beams consolidation has been done correctly. After the ultrasonic testing, the beams will be reinforced with carbon fiber reinforced polymer. Finally the beams will be subjected to a bending test in order to study their behaviour in a greater detail.

[ES] El objeto de estudio del presente Trabajo Fin de Grado es el diseño y construcción de vigas armadas con un material avanzado, como es la fibra de vidrio, para analizar cómo se comporta este tipo de estructuras híbridas ante esfuerzos de flexo-tracción. Se construirán, para ello, tres vigas a escala real, con armadura híbrida de acero convencional B 500 SD como armadura transversal, y barras de GFRP como armadura longitudinal, en distintos tipos de hormigones auto-compactantes, con diferentes resistencias y composición, para posteriormente analizar su rotura a flexión, y comparar su comportamiento con el de las viguetas tradicionales armadas totalmente con acero convencional, y valorar las ventajas e inconvenientes que muestran las vigas híbridas con armadura de GFRP. Para garantizar las características mecánicas de los materiales, se realizarán los ensayos oportunos. En las barras de GFRP, se realizarán ensayos de tracción y adherencia con el hormigón. En el caso de las vigas, se extraerán probetas de cada amasada, para analizar su comportamiento a compresión, flexión, y su módulo de deformación., [EN] The purpose of this work is to assess the behaviour of a hybrid structure either in a bending test or in a tensile test for material characterization. Three self-consolidating concrete beams, with different strengths and composition, are designed and built to real scale with a hybrid frame of B500SD steel as transverse reinforcement and glass-fibres reinforced polymer (GFRP) bars as longitudinal reinforcement. Later, their flexural strength at break is assessed and their performance is compared with that of the traditional beams reinforced with conventional steel. GFRP–concrete hybrid beams’ advantages and disadvantages are showed. Appropriate tests are performed to ensure the mechanical characteristics of the materials: in GFRP bars, tensile tests were performed and adherence with concrete. In the case of beams, each batch of test pieces will be extracted to analyse its behaviour under compression, bending and deformation modulus.

En este Trabajo Fin de Grado se realiza un trabajo teórico con el objetivo de analizar de forma ordenada el uso y soluciones aplicadas a la edificación industrial y comercial del hormigón prefabricado, analizando sus características principales. Se estudian las soluciones constructivas, los problemas más habituales que provoca su empleo, así como los aspectos más relevantes y significativos del uso de este tipo de elementos constructivos en edificación.

[EN] The present project will be a study of the characterization of high performance concrete reinforced with metal fibers to produce a reinforced concrete structure which emulates the meeting of a beam-column node, subjected into an earthquake test in order to study their mechanichal behavior. It will be need to follow a schedule that covers from the granulometric study of aggregates until the analysis of structural damage maded with the high performance concrete. This trial will provide relevant data, which will be a guidance for any link forged-pillar of structures for high-rise buildings that requires this type of concrete., [ES] En el presente proyecto se llevará a cabo un estudio de la caracterización del hormigón de altas prestaciones reforzado con fibras metálicas, para elaborar una estructura de hormigón armado que emula el encuentro de un nudo viga-pilar, el cual será sometido a un ensayo de sismo con la finalidad de estudiar su comportamiento mecánico. Para ello será necesario seguir una programación que abarque desde el estudio granulométrico de los áridos, hasta el análisis de los daños producidos sobre la estructura confeccionada con el hormigón de altas prestaciones. Este ensayo aportará datos relevantes, los cuales serán orientativos para cualquier enlace de forjado y pilar de estructuras de edificios de gran altura que precisen este tipo de hormigón.

[ES] En este Trabajo Fin de Grado se reflejan los resultados obtenidos del estudio realizado sobre el hormigón reforzado con fibras poliméricas y los beneficios que éstas le confieren al hormigón frente a esfuerzos cortantes al ser utilizado en elementos estructurales lineales, vigas, sometidos a flexión. El estudio se ha planteado estableciendo una comparativa entre vigas realizadas con hormigón autocompactante (HAC) sin fibras y con HAC reforzado con fibras poliméricas en diferentes proporciones (9 Kg/m³ y 12,4 Kg/m³). Además, de cada tipología (con y sin fibras) se han elaborado 2 vigas con diferente armado: 1 viga con armado patrón y 1 viga con ½ armado patrón. Estas vigas han sido sometidas a ensayos de flexión en cuatro puntos, tomando como guía la Norma UNE-EN 12390-5:2001 (1) y UNE 83509:2004 (2). Con los datos de las diferentes combinaciones de HAC sin fibras o con distintas proporciones de fibras y los dos tipos de armado, se realizan dos estudios simultáneamente: la resistencia de la viga sometida a flexión y el tipo de rotura según el grado de fragilidad. Además, se introduce de modo experimental un promotor de adherencia que minimiza el deslizamiento de las fibras al someterse a esfuerzos de tracción, lo cual podría aumentar la ductilidad en la rotura., [EN] This project shows the experimental results about Polymeric Fiber Reinforced Concret (PFRC) and advantages that fiber provides to the concrete when it’s used in structural members under flexural loading, to support shear forces. This study has been raised through a comparison between self-compacting concrete beams and PFRC beams in different amount of fiber (9 Kg/m3 or 12.4 Kg/m3). Also, there are two kinds of beams on each typology with different steel frame: 1 beam with full steel frame and 1 beam with 1/2 steel frame. Those beams have been tested under four-point-static flexural loading, according to UNE-EN 12390-5:2001 (1) y UNE 83509:2004 (2). Different combinations of self-compacting concrete (with or without fiber) let us to develop two simultaneous studies: the flexural strength effectiveness and the fragility of the beam in the ultimate failure. In addition, an activator of adherence has been included to minimize the slipping of fiber under traction forces, what could improve the ductility in failure.

[ES] En el presente proyecto se van a estudiar las propiedades mecánicas de un hormigón autocompactante reforzado con fibras poliméricas con un promotor de adherencia, destinado a la fabricación de vigas que van a ser sometidas a flexión. Se analiza el comportamiento de este hormigón con diversas cantidades de fibras y armado a fin de conseguir una posible reducción del armado, incorporando una cuantía superior de fibras. Esto, a su vez, repercutirá en un ahorro en mano de obra. Para ello se caracterizarán 6 vigas con las cantidades de 0, 9 y 12,4 Kg/m³ de fibras poliméricas dos de cada tipo., [EN] Bachelor’s Thesis whose aim is to analyse the mechanic properties of a self-consolidating concrete reinforced with polymeric fibres and with a promoter of adherence. This fibre-reinforced concrete will be used in the manufacture of girders which may be tested under flexion. It will be studied how this concrete behaves with different amounts of fibres and frameworks with the purpose of being able to reduce the shuttering, and even a higher quantity of fibres can be added, what would achieve a saving in workforce. For this purpose, six girders will be characterized with the quantities of 0, 9 and 12,4 Kg/m³ of polymeric fibres, two of each kind.

El propósito de esta obra es aportar una visión global del estado actual de la técnica y los recientes desarrollos sobre la aplicabilidad de los materiales compuestos en la obra civil y la edificación. El libro recoge una colección de trabajos de investigación de expertos nacionales e internacionales, que abordan los retos actuales y futuros en este campo, proporcionando, a través de una amplia variedad de casos de estudio, una hoja de ruta con las habilidades técnicas y los conocimientos prácticos necesarios para el empleo de materiales compuestos en nuevas aplicaciones. Los textos son –en la medida de lo posible– autocontenidos en sus partes, permitiendo una lectura acorde al interés particular de cada lector. En ellos se presentan fundamentos técnicos, resultados de investigaciones, y se revisan y compilan referencias bibliográficas actualizadas que complementan y permiten al lector adquirir un conocimiento más profundo de los temas expuestos, encaminándolo hacia posibles futuras líneas de investigación. Escrito por profesionales e investigadores con experiencia en este campo, este libro pretende ser un texto de referencia para los no iniciados en la temática y una herramienta de estudio e investigación para lectores de niveles más avanzados.

Una viga compuesta es aquella en que la sección está formada por la combinación de dos o más materiales. En el presente proyecto los materiales son hormigón y polímeros reforzados con fibra de vidrio que forman un perfil. Es habitual en ingeniería de la construcción encontrar este tipo de vigas para aprovechar las características de ambos materiales en un solo componente. En este proyecto final de carrera se pretende estudiar el comportamiento transversal de vigas compuestas de hormigón y GFRP (polímeros reforzados con fibra de vidrio). Para ello se utilizará un software de cálculo por el método de elementos finitos. Los resultados obtenidos se compararán con los resultados que anteriormente se habrán conseguido en el laboratorio y se discutirán y estudiarán para comprobar que la simulación ha sido correcta. El software elegido para llevar a cabo el trabajo ha sido ANSYS, en su variante Workbench. Lo que nos permite modelar la viga, introducir las características de las materiales, aplicar las cargas correspondientes a los ensayos realizados en el laboratorio y poder medir con precisión en los mismos puntos para poder conseguir finalmente los resultados más realistas posibles. En la primera etapa del proyecto se han modelado y calibrado los perfiles mediante la repetición de los distintos ensayos variando algunos parámetros hasta dar con la solución adecuada. En la segunda etapa, se han estudiado los resultados computacionales y se han comparado con los experimentales

La elección de este PFC tiene 3 motivos principales: · La posibilidad de hacer un proyecto relacionado con mi especialidad. En mi anterior PFC, de la ingeniería técnica, no tuve la posibilidad de hacer el proyecto en la especialidad que había escogido debido a que decidí hacer un proyecto en la empresa donde estaba realizando un convenio de prácticas. · Es un proyecto experimental y de este modo se podrá ver el comportamiento de los elementos estructurales de manera visual y no teórica. Durante la carrera se muestran muchos teoremas pero casi ninguna práctica experimental y esto lleva a que algunos conceptos no queden del todo claros. · Un proyecto innovador. Es un reto ya que se trata de un refuerzo aún en fase experimental, por lo tanto no se encontrará mucha información sobre el refuerzo al igual que tampoco El objeto de este PFC es el estudio del refuerzo de vigas de hormigón mediante el sistema TRM. Por tanto se estudiará el comportamiento de todos los componentes que forman este sistema. Se hará un estudio del comportamiento tanto individual de cada componente cómo conjuntamente. El PFC constará de una parte totalmente experimental, en la cual se ensayarán todos los componentes. Estos ensayos se realizarán en el laboratorio LITEM de la E.T.S.E.I.A.T., se tendrá para dicho estudio todas las herramientas necesarias para su correcto desarrollo y ejecución. Y para finalizar habrá una parte teórica donde se estudiará el comportamiento de todos los elementos estructurales y se hará un estudio medio ambiental.

[ANGLÈS] The reinforced concrete T-beams are commonly used in practice for its high compression head in addition to its good resistance to shear force. Additionally, experimental studies have shown that the T-beams have a shear ultimate capacity greater than the rectangular-beams. However, existing formulations in the various national and international codes to calculate the shear strength of beams, such as the EHE-08, the ACI Building Code and the Eurocode 2, do not take into account the effect of the wings, assuming that the shear force is supported only by the soul of the section. This has motivated the development of a database of experimental tests of reinforced concrete T-beams to see exactly how closely are the theoretical predictions of ultimate shear, given by different formulations, to the experimental results. In particular, we have obtained the relation Vu,exp/Vu,theoretical by four different theoretical formulations for, later, extract the best suited to this type of beams by classifying demerit points from Collins (2001). The theoretical formulations used are: the EHE-08, the American Concrete Institute (ACI 318S-08), the Eurocode 2 (EC2 2004) and the expression proposed by Zararis et al (2006). Then, taking advantage of the results from an experimental reinforced concrete T-beams carried out in the Structural Technology Laboratory of the Polytechnic University of Catalonia, developed in the framework of the doctoral thesis of Mireia Pujol led by Antonio Marí and Eva Oller, has made a comparison with analytical results provided by two nonlinear analysis programs of reinforced concrete elements, Response2000 and Vector2. Both programs has been developed by the University of Toronto and are based in the Modified Compression Field Theory(Vecchio and Collins, 1986). The idea of this section is to see which of this programs models better the break behaviour of the reinforced concrete T-beams and also establish a comparison with the predictions of Zararis et al (2006). Finally, most of the formulations do not consider this significant contribution of the wings to the shear strength of the element, in particular the Spanish instruction EHE-08 as discussed above. This increases the motivation to see how they fit their theoretical results with the reality and decide whether it is a good method or not. [CASTELLÀ] Las vigas de hormigón armado de sección transversal en T son comúnmente empleadas en la práctica por su gran cabeza de compresión además de su buen comportamiento frente a cortante. Además, estudios experimentales existentes demuestran que tienen una capacidad última a cortante mayor que las vigas de sección rectangular. Sin embargo, las formulaciones existentes en los diversos códigos nacionales e internacionales para calcular la resistencia a cortante de vigas, como puede ser la Instrucción EHE-08, el ACI Building Code y el Eurocódigo 2, no tienen en cuenta el efecto de las alas, suponiendo que la fuerza de cortante es soportada únicamente por el alma de la sección. Todo esto ha motivado la elaboración de una base de datos de ensayos experimentales a cortante de vigas de hormigón armado con sección en T para ver exactamente cuánto se acercan las predicciones teóricas de cortante último, dadas por diferentes formulaciones, a los resultados experimentales. En particular, se ha obtenido la relación Vu,exp/Vu,teórico por cuatro distintas formulaciones para, posteriormente, extraer la que mejor se ajusta a este tipo de vigas mediante la clasificación de puntos de demérito de Collins (2001). Las formulaciones teóricas empleadas son: la Instrucción de Hormigón Estructural (EHE-08), el American Concrete Institute (ACI 318S-08), el Eurocódigo 2 (EC2 2004) y la expresión propuesta por Zararis et al (2006). Posteriormente, aprovechando los resultados de una campaña experimental de vigas de hormigón armado con sección en T llevada a cabo en el Laboratorio de Tecnología de Estructuras de la Universidad Politécnica de Cataluña, elaborada en el marco de la tesis doctoral de Mireia Pujol dirigida por Antonio Marí y Eva Oller, se ha realizado una comparación con los resultados analíticos proporcionados por dos programas de análisis no lineal de elementos de hormigón armado, Response2000 y Vector2. Ambos programas están desarrollados por la Universidad de Toronto y basados en la Teoría Modificada del Campo de Compresiones (Vecchio y Collins, 1986). La idea de este apartado es poder ver cuál de los dos programas modeliza mejor el comportamiento a rotura del tipo de viga que estamos tratando y, además establecer también una comparación con las predicciones de Zararis et al (2006). En definitiva, la mayoría de las formulaciones no tienen en cuenta esta contribución significativa de las alas a la resistencia a cortante del elemento, en particular la normativa española EHE-08 como se ha comentado anteriormente. Esto eleva el grado de motivación para ver cómo se ajustan sus resultados teóricos a la realidad y concluir si es un buen método o no.

Este trabajo describe la formulación, implementación y aplicación de un modelo discreto de fisura cohesiva el cual permite simular el proceso de fractura en modo I de vigas de concreto simple cuya trayectoria de fisuración está definida. En el proceso de fractura se establece una relación entre el esfuerzo normal de cohesión y la apertura de una fisura, donde el material ubicado fuera de la zona de fractura conserva un comportamiento elástico lineal en carga o descarga, mientras que el material en el interior de la zona de fractura tiene un comportamiento inelástico con ablandamiento por deformación. En la malla se ubican parejas de nudos en la misma posición espacial sobre la trayectoria de la fisura, las cuales desligan a los elementos bidimensionales contiguos. Estos nudos duplicados están conectados entre sí por resortes elasto - plásticos que representan el proceso de fractura. Se simulan numéricamente tres vigas de concreto de diferentes dimensiones que soportan una carga en el centro de la luz. Cada simulación es un análisis no lineal estático con elementos finitos en condición plana de esfuerzos, considerando deformaciones infinitesimales y aplicando un desplazamiento vertical incremental sobre la cara superior de la mitad de la luz de la viga. Se obtuvieron resultados satisfactorios de la respuesta estructural de las vigas, en comparación con los ensayos experimentales y modelaciones numéricas desarrolladas por otros autores. This work describes the formulation, implementation and application of a cohesive crack discrete model, which can simulate the fracture process in mode I of simple concrete beams with defined cracking pattern. In the fracture process, a relationship between the cohesive normal stress and crack opening is established, where the material outside the fracture zone has a lineal elastic behavior in loading and unloading, whereas the material inside the fracture zone has an inelastic behavior with strain softening. In the mesh, pairs of nodes at the same spatial position are put on the cracking pattern and disconnect the adjoining two-dimensional elements. These duplicated nodes are connected to elasto-plastic springs that represent fracture process. Three concrete beams subjected to load at the middle with different dimensions are numerically simulated. Each numerical simulation is a nonlinear finite elements analysis in plane stress state, considering infinitesimal strain and applying an incremental vertical displacement on the top side of the mid-span of the beam. Satisfactory results of the structural response are obtained, as compared with experimental tests and numerical modeling carried out by other authors.

espanolSe ha estudiado el comportamiento de seis vigas reforzadas simultaneamente con laminas y tejidos de fibra de carbono. Se analiza, para este tipo de refuerzos, la validez de dos de los metodos de calculo posiblemente mas utilizados. En ambos metodos se plantean las ecuaciones de equilibrio de fuerzas y momentos, pero se introducen suposiciones diferentes: i) el acero tiene suficiente capacidad plastica para no romperse y ii) el agotamiento se produce siempre por rotura de la lamina. Los resultados obtenidos ponen de manifiesto que refuerzos de laminas y tejidos de fibra de carbono influyen notablemente sobre las piezas, mejorando su capacidad portante y modificando su comportamiento estructural en cuanto a rigidez y ductilidad. EnglishA study on the behaviour of six beams reinforced with carbon fiber laminates and fabrics was done. The validity of the two most commonly used methods of evaluating the effects of these reinforcements was analyzed. Both methods propose equilibrium equations based on forces and moments, although introducing two different suppositions: i) that the steel posesses enough elasticity to avoid breakage, and ii) failure is always produced by the breakage of the laminate. The results obtained demonstrate that carbon fiber laminates and fabric reinforcements have notable influence on the pieces, improving their loading capacities and modifying their structural behavior regarding stiffness and ductility

En los recientes años la necesidad de reparar o reforzar estructuras existentes deterioradas o dañadas ha sido uno de los campos más importantes en la ingeniería civil. Esta necesidad es fruto de una disminución de la rigidez o de la capacidad resistente de la estructura debido a diversos factores: cambio de uso de la estructura, deterioro de los materiales, acciones accidentales, errores de diseño o de ejecución, etc. Tradicionalmente para elementos sometidos a esfuerzos de flexión se ha utilizado el sistema de chapas encoladas de acero, pero en estos últimos años se han introducido los materiales compuestos como forma de refuerzo debido a importantes ventajas que poseen frente al acero. La ventaja más importante son sus mayores relaciones resistencia/peso y rigidez/peso que las del acero, lo que facilita su colocación reduciendo los costes y plazos de ejecución. Los laminados de fibra de carbono son un tipo de material compuesto y son los mas usados para el refuerzo a flexión de vigas de hormigón armado. Mediante un adhesivo, que generalmente es una resina epoxi, se aplican en la cara inferior de la viga aumentando la capacidad última y la rigidez de ésta. Sin embargo, se han observado una serie de fenómenos locales tales como la concentración de tensiones normales y tangenciales en el extremo del laminado, o la aparición de fuerzas de distorsión en las fisuras de cortante debido a un desplazamiento relativo entre los labios de la fisura. Estos fenómenos producen el colapso frágil de la estructura antes de alcanzarse la resistencia última de la viga. Los esfuerzos localizados provocan una concentración de tensiones en el hormigón superficial provocando el arranque y el correspondiente desprendimiento del laminado. Cuando de desprende el laminado entrono a las fisuras de cortante hablamos del “Peeling” y fue muy presente en la campaña experimental que se realizó en el laboratorio de estructuras de la UPC entre junio y noviembre del 2000. No existe en la literatura ninguna formulación para tener en cuenta de una manera adecuada el “Peeling”, existen sólo algunas recomendaciones a tener en cuenta para comprobar que el fenómeno no se produce, pero dichas recomendaciones no se cumplieron en la campaña experimental. Se plantea entonces realizar un análisis en elementos finitos de las vigas ensayadas en laboratorio para conocer mejor los efectos del esfuerzo de cortante en una fisura en el hormigón. Aprovechando el empleo de elementos finitos se han contrastado resultados numéricos con formulaciones analíticas propuestas para determinar las tensiones de interfase entre hormigón y laminado que aparecen en el extremo del laminado. Modelizamos las vigas ensayadas con un análisis en deformación plana. Se modelizan tres vigas para poder determinar los efectos del esfuerzo cortante cuya diferencia entre ellas es la existencia de una fisura vertical y la posición dentro de la viga. Estudiamos el caso de una carga en centro de luz y el caso de dos cargas a la misma distancia del apoyo de manera que en la fisura tenemos sólo un momento y así podemos ver el efecto del cortante. Finalmente concluimos que efectivamente el cortante tiene efectos desfavorables frente al fallo del hormigón cerca de la fisura y podemos ver el efecto que tiene el cortante sobre las tensiones en el hormigón. Los resultados numéricos de las tensiones en el extremo del laminado se corresponden bastante bien con los analíticos de las formulaciones propuestas por Malek et al.

En este trabajo se presenta un estudio sobre la deformabilidad de vigas de hormigón armado, basado en consideraciones de tipo teórico. Las vigas que se han considerado tienen características similares a las que fueron utilizadas por Branson para deducir, de forma prácticamente empírica, su conocida expresión para el momento de inercia equivalente de la sección. En el análisis presentado aquí se simula, mediante un modelo matemático, la deformación de la viga en fase de fisuración y se llega a una expresión que presenta interesantes coincidencias formales y cuantitativas con la obtenida por Branson.