Search

L’objecte del present Treballa de Fi de Grau és el desenvolupament d’un seguit d’estudis on s’avaluen els paràmetres mediambientals de projectes estructurals d’edificis plurifami- liars. Concretament, el propòsit del treball és identificar, analitzar i comparar l’impacte ambiental que provoquen els materials de construcció i la seva posada en obra, en termes de gasos d’efecte hivernacle (GEH), estudiant-ho en funció de paràmetres com la tipologia estructural i l’ús de l’edifici, entre d’altres. L’estudi començarà amb l’avaluació de l’impacte ambiental que provoca el sector de la construcció i dels fulls de ruta que planteja per reduir-lo. Consegüentment, es tractarà la importància de la digitalització del desenvolupament dels projectes d’edificació, i la transparència a l’hora de compartir dades ambientals. Un cop analitzada la situació actual del sector, utilitzant del programa TCQ-GMA de l’iTeC, es durà a terme el procés d’adquisició de dades dels projectes seleccionats. Quan aquests tinguin les seves dades ambientals associades, s’analitzaran els resultats obtinguts, per tal de proporcionar una representació de la petjada de carboni d’un edifici.

Aquest treball de fi de màster (TFM) té com a objectiu principal el desenvolupament d'un projecte constructiu per al dimensionament de l'estructura d'un edifici industrial que inclou espais destinats a oficines sense ús específic determinat. Per aconseguir-ho, s’ha realitzat el disseny, l'anàlisi i el càlcul de l’estructura, considerant el moviment de terres, les excavacions, la fonamentació, presentant una estructura vertical i horitzontal adequada i detallant les càrregues que l’estructura ha de suportar (segons normatives i lleis de construcció). L'ús d'un software d'anàlisi estructural (Robot Structural Analysis Professional) ha estat fonamental per validar les característiques del projecte segons els requisits normatius i la legislació vigent. El projecte inclou: la recopilació de coneixements previs de les assignatures de construcció de l’especialitat del Màster Universitari en Enginyeria Industrial (MUEI) i d’altres assignatures del Grau en Enginyeria en Tecnologies Industrials (GRETI), el disseny detallat de l'estructura, l'aprenentatge del software de disseny estructural Robot Structural Analysis Professional, la presentació d'un diagrama temporal del muntatge de l’estructura dissenyada, l’elaboració d'un estat d’amidaments detallat i d’un pressupost detallat i una anàlisi preliminar de les implicacions ambientals i socials. Per poder complir amb tots els requisits del projecte s’ha consultat part de les legislacions i normatives tècniques com: CTE DB-A, CTE DB-SE-AE, CTE DB-SI, NCSE-02 i CÓDIGO ESTRUCTURAL-CE 21. En quant a les conclusions i als resultats, aquest TFM s'ha centrat en el dimensionament de l'estructura d'un edifici industrial amb oficines sense ús específic. Amb èxit, s’ha assolit els objectius, incloent el disseny, l'anàlisi, i el càlcul de l'estructura, amb una integració efectiva de coneixements adquirits al MUEI i en part al GRETI. L'ús del software d'anàlisi estructural ha millorat la comprensió del projecte, identificant interferències

Aquest projecte ha estat una proposta de millora dels procediments de test dins de l’empresa IDIADA Automotive Technology S.A. Una de les activitats que es realitzen a l’empresa involucra assaigs en vehicles. Aquests assaigs poden ser tant estàtics, com dinàmics, es a dir, amb el vehicle en moviment. Per a realitzar aquestes activitats cal utilitzar equips especialitzats que han d’estar situats a l’interior del vehicle mentre aquest es troba en moviment. Actualment, no hi ha un procediment estàndard que determini com cal fixar aquests equips de test, i això es una font potencial de riscos ja que en cas d’accident, per exemple, aquests equips podrien sortir projectats cap als ocupants del vehicle. L’objectiu d’aquest projecte es definir una estructura que sigui capaç de subjectar els equips de test de manera segura. Aquesta estructura ha de ser molt polivalent ja que caldrà utilitzar-la en tot tipus de vehicles i amb tot tipus d’equips. Per a que això sigui possible, s’ha dissenyat un sistema modular i totalment ajustable, que utilitza com a punt fort d’ancoratge els enclavaments ISOFIX situats als seients posteriors dels automòbils. Durant el procés de disseny s’ha tingut en compte aspectes com la facilitat d’ús, l’impacte ambiental, la resistència mecànica, el cost, i la simplicitat., This project has been a proposal to improve the test procedures in the company IDIADA Automotive Technology S.A. One of the activities carried out in the company involves tests on vehicles. These tests can be both static and dynamic, i.e. with the vehicle in motion. In order to carry out these activities, specialized equipment must be placed inside the vehicle while it is in motion. Currently, there is no standard procedure to determine how to fix this test equipment, and this is a potential source of risk as in the event of an accident, for example, this equipment could be projected towards the occupants of the vehicle. The aim of this project is to define a structure capable of holding the test equipment safely. This structure must be very versatile as it will have to be used in all types of vehicles and with all types of equipment. To make this possible, a modular and fully adjustable system has been designed, which uses the ISOFIX anchor points located on the rear seats of cars as a strong anchorage point. During the design process, aspects such as ease of use, environmental impact, mechanical resistance, cost and simplicity have been taken into account.

El treball parteix d’un estudi sobre els edificis en altura: la seva evolució, el seu paper en els debats de l’arquitectura actual i el seu programa. Es classifiquen els sistemes estructurals que el formen i s’estudien el seu comportament sota les accions laterals mitjançant un cas d’estudi. Aquest estudia les oportunitats dels nuclis rígids en edificis en altura segons el desplaçament lateral, per a comparar els punts dèbils i les fortaleses en el seu comportament i eficiència estructural, el seu pes, i les seves oportunitats programàtiques. Amb l’objectiu d’entendre la importància de l’estructura en el procés de disseny i les possibilitats que planteja un nucli rígid com a sistema de rigidització.

Every day, technical projects are carried out for the transformation on vehicles, especially on industrial vehicles, as these are designed to meet the needs of the final user and therefore undergo transformations more frequently than passenger cars. In many cases, the calculations and processes involved in the technical project are not highly complex. However, sometimes, before carrying out the technical project, a more detailed or specific study is desirable or required on the vehicle to give more accurate data to the customer. The purpose of this project is to conduct a more thorough study prior to the reform in order to make a more precise choice regarding the vehicle’s bodywork in terms of the structural resistance of the frame, aiming to ensure the safest structural configuration. To achieve this, theoretical calculations will be performed through basic static equations, the first and second Mohr’s theorems, and the results collected through these calculations will be compared with those obtained through simulation using finite element method software. The results obtained in this work have demonstrated the viability of both configurations, with the configuration featuring the crane at the rear overhang yielding more favourable results in terms of structural resistance and safety. However, it has been verified that the obtained results can be improved by reducing the dimensions of the rear overhang in both configurations.

Projecte fi de grau (TFG) d’Arquitectura Tècnica, modalitat pràcticum B1. Realitzat per Xavier Fontanilles i Buira. S’exposaren les experiències tant acadèmiques com personals durant l’estada a l’empresa a Elicsia Singular. Elicsia Singular és una empresa constructora que realitza projectes d’habitatges unifamiliars per a particulars, adaptant-se en tot moment a les necessitats dels clients. La principal característica que determina la identitat de l’empresa és la realització d’habitatges amb estructura metàl·lica d’acer lleuger, que conforma un entramat de muntants, travessers i diagonals que transmeten les càrregues a la fonamentació. Per al disseny i càlcul, s’utilitza un programa anomenat Graitec, del grup Arktec. Durant aquesta estada a l’empresa he estat involucrat en múltiples tasques, des de la tria de materials per a rehabilitació de coberta, visites d’obra, fins al suport a la direcció facultativa amb la creació i modificació de detalls constructius, tot i que principalment he desenvolupat taques de temes relacionats amb la fabricació, muntatge i modelatge de l’estructura LSF. He participat en la revisió i correcció del modelatge de l’estructura de forma autònoma. He detectat aquells errors que no s’adaptaven a les nostres necessitats de muntatge. Per al muntatge he fet un seguiment a peu d’obra tractant amb els operaris de forma directa, resolent dubtes i buscant solucions a aquells problemes que hagin pogut sorgir. He realitzat durant la meva estada a l’empresa l’estructura de 7 obres diferents, les quals seran explicades de forma detallada al present treball. Per acabar la memòria, exposaré les conclusions extretes sobre el treball en qüestió, i també valoraré l’estada a l’empresa com a tal. Finalment, tota la informació aportada es complementa amb els annexos, que ajuden al lector a comprendre i endinsar-se en els detalls del treball.

Les estructures desplegables són un camp que té un gran ventall en quant a desenvolupaments i estudis, sobretot en el sector espacial. En aquest sector aquesta classe d’estructures són molt útils ja que presenten l’avantatge d’encabir estructures relativament grans en espais relativament petits. On aquest avantatge es pot aprofitar més és en el procés de llançament, on els vehicles llançadors condicionen les dimensions de la càrrega útil i impedeixen que grans estructures puguin ser enviades a l’espai. Aquest projecte presenta com a objectiu principal estudiar aquestes estructures. L’estudi d’aquestes estructures s’ha fet centrant aquest projecte en una aplicació concreta per les estructures espacials desplegables, la qual s’ha desenvolupat redissenyant un sistema que aprofita l’aplicació escollida. L’aplicació escollida i, conseqüentment en la que es centra el projecte, es basa en un sistema innovador conegut com a ”dragsail” que porta incorporant-se en alguns satèl·lits des de fa relativament poc. Aquest sistema es basa en una vela desplegable l’objectiu de la qual és maximitzar la superfície d’un satèl·lit augmentant la seva força de fregament amb les capes altes de l’atmosfera i així aconseguir accelerar la seva reentrada. La motivació d’aquests sistemes ve donada per la situació actual de l’entorn orbital terrestre el qual, degut al creixement de l’economia espacial, s’ha vist sobrepoblat d’objectes espacials. Un cop la vida útil d’aquests objectes finalitza esdevenen brossa espacial i, si no són tractats degudament, poden esdevenir potencialment perillosos. Sistemes d’acceleració de la reentrada com el que es presenta en aquest projecte intenten promoure un entorn orbital terrestre més segur i responsable. Pel que fa al contingut d’aquest projecte es divideix en quatre grans seccions fàcilment diferenciables: un estudi previ de l’estat de la qüestió i el plantejament del problema; els càlculs i simulacions pertinents a l’estudi; el disseny, les simulacions i l

Rack uprights are commonly mono-symmetric open thin-walled members with regular perforations along their length. These perforations are used to enable the connection with Rack upright frames of conventional pallet racking systems are obtained by the assembly of uprights and braces or diagonals. Rack uprights are commonly mono-symmetric open thin-walled members with regular perforations along their length. These perforations are used to enable the connection with braces and beams by means of bolts or hooks. The structural behaviour of a rack upright frame under a pure compression load, in which the buckling phenomenon has a relevant influence, depends on several geometrical parameters, such as the column cross-sectional dimensions, perforations characteristics, frame length, distance between braces, etc. Therefore, these particular issues should be considered to perform a proper structural analysis. In this paper, the structural behaviour of a pallet rack frame under a pure compression load is analysed by means of eigenbuckling and geometrically nonlinear Generalized Beam Theory (GBT) analyses. The influence of GBT deformation modes involved in the analysis is discussed. Moreover, different approaches to reproduce the connection between uprights and braces are presented and discussed. Finally, GBT results are compared with beam, shell finite element analysis and experimental values., Postprint (published version)

Aquest treball estudia les seccions de classe 4 com a una nova alternativa constructiva a partir de l'steel frame i estructural a partir d'un anàlisi de perfils tipus C i un estudi numèric amb hipòtesis que relaciona els càlculs establerts a l'Eurocodi 3 amb la realitat que poden aguantar amb variants sense abonyegament o estudiant-hi el vinclament. S'exposa el món constructiu tradicional davant els avantatges i resolució de desavantatges de l'alternativa amb l'optimització estructural i marge de beneficis de recursos materials, temps, ambientals i sostenibles.

El Codi Tècnic de l’edificació (en endavant CTE) és el marc normatiu que estableix les exigències bàsiques que han de complir totes les actuacions de caràcter permanent en relació als criteris bàsics de seguretat i habitabilitat que es portin a terme en edificacions públiques o privades. Aquest codi està composat en diferents Documents bàsics, de caràcter tècnic que contenen la caracterització i quantificació de les exigències bàsiques i una relació dels procediments que permeten acreditar el seu compliment. Tot projecte d’obra nova o reforma que tingui qualsevulla afectació estructural està obligat a justificar els paràmetres que li siguin d’aplicació requerits pel CTE en el Document Bàsic de Seguretat Estructural. L'objectiu d'aquest treball és realitzar un cas pràctic d'analisis estructural sobre un sistema en particular de construcció amb fusta, l’anomenat Platform Frame, o Sistema d’Entramat Lleuger de Plataforma. El procés de verificació de seguretat es realitza mitjançant una sèrie d'etapes que inclouen l'avaluació de les càrregues a les quals estan sotmesos els elements de fusta, la selecció de materials adequats d'acord amb les especificacions del CTE, i l'anàlisi de resistència i capacitat de càrrega dels components estructurals de fusta. A més, es realitzaran proves de durabilitat i es consideraran factors ambientals i d'exposició per garantir que els elements de fusta compleixin amb els estàndards de seguretat al llarg de la seva vida útil. En cas que sigui necessari, es proposen mesures correctives o reforços per assegurar l'estabilitat i la fiabilitat de l'estructura.

Este proyecto tiene como objetivo principal proporcionar medios seguros y eficientes de acceso y soporte para una instalación de tuberías en un parque de tanques. La justificación radica en la necesidad de adaptar la infraestructura existente a la expansión del parque de tanques, que incorpora tres nuevos tanques. Esto requiere la construcción de escaleras, plataformas y pasarelas para garantizar un acceso seguro y eficiente, lo que contribuirá al funcionamiento adecuado de la instalación y al cumplimiento de los estándares de seguridad. El proyecto se centra en describir, diseñar y presupuestar las obras necesarias para estas nuevas estructuras en un parque de tanques utilizado por una empresa de producción de grasas y aceites para la alimentación. El alcance del proyecto incluye movimientos de tierra, construcción civil y estructuras, excluyendo trabajos relacionados con tuberías y equipos industriales. Se adjuntan pliegos de condiciones técnicas, planos de construcción, mediciones y un presupuesto estimado de 206,870.92 €, que cubre los costos de ejecución, materiales, mano de obra y equipos necesarios para llevar a cabo estas mejoras en el parque de tanques. También se incluyen anexos de cálculos estructurales y documentos de gestión de residuos

Improving the learning process of construction and rehabilitation is one of the current teaching challenges in studies related to buildings. Most students have difficulties in understanding how construction parts - foundations, load-bearing elements, ducts and services, etc. - materialize, because they are seldomly visible in finished buildings. Current related learning resources, which present these parts using figures and explanations, are not comprehensible enough for construction and rehabilitation students, who consider site visits as crucial activities. However, visits to construction sites carry several issues: safety risks that imply specific insurances and equipment, transport of visitors, inaccessibility for visitors with reduced mobility or the limitations of only watching the site at a specific single day. This situation can improve by increasing the digitalization of the architecture learning resources, which is favored by digital interests and skills of the current students. For instance, with the incorporation of augmented reality visits to works in a Metaverse environment that can complement existing learning activities. Although Metaverses are not common in learning processes yet, they have numerous strengths like their capacity to show complex or abstract ideas and construct immersive learning environments for education while friendly interacting with users. Most former projects work with non-real environments, created with the objective to show and work with something that does not exist and, for example, could exist in the future. Contrarily, this paper focuses on augmented reality experiences in a building that does exist and was documented during all its construction process, so that learners can experience this process at anytime and anywhere. This difference is the main novelty of this research, which differs from former learning environments using augmented reality to model non-existing or future architecture. This research is the main resul, We are grateful to the Construction students, teaching team and external experts. This research was funded by the Institut de Ciències de l’Educació (Institute of Education Sciences) of the Universitat Politècnica de Catalunya, which awarded and funded the project “Interactive teaching platform for learning the construction and restoration of architecture from 360-degree images (Architecture 360)”. We also thank the project IE22.0307 of the School of Architecture of Madrid (ETSAM) entitled "Buildings 360 (Integration of 360 approaches in construction learning)" for the collaboration in this project. Also we acknowledge the specialized guidance of ColomaArmengol company and VIMAC lab from UPC., Objectius de Desenvolupament Sostenible::10 - Reducció de les Desigualtats, Objectius de Desenvolupament Sostenible::8 - Treball Decent i Creixement Econòmic, Objectius de Desenvolupament Sostenible::4 - Educació de Qualitat, Objectius de Desenvolupament Sostenible::12 - Producció i Consum Responsables, Objectius de Desenvolupament Sostenible::9 - Indústria, Innovació i Infraestructura, Postprint (published version)

El objeto de esta investigación son las mallas espaciales que son estructuras conformadas por elementos lineales (barras) y nudos. Su geometría responde a la unión de formas geométricas tridimensionales regulares que permiten que el sistema sea estable a nivel estructural. La investigación se basa en repasar históricamente algunos estudios de estás estructuras y encontrar algunas condicionantes de diseño a nivel modular. Se trata de entender el proceso de diseño y cálculo estructural de las mallas espaciales para llevar a cabo una metodología de parametrización a nivel computacional para crear una herramienta para arquitectos. Se trata de una herramienta paramétrica utilizando software ya conocidos (Rhinoceros 3d + Grasshopper) para generar una definición en su entorno, parametrizando tipologías y algunas formas que se establecen en la investigación para estudio. Este documento crea las bases para un futuro estudio de mallas espaciales utilizando herramientas computacionales actuales. Además, ayudará a arquitectos a decidir sobre diseños de está tipología de estructura de acero con la finalidad de obtener optimización de la estructura, ahorro de material y así en consecuencia reducir emisiones de carbono., The object of this research is spatial meshes, which are structures made up of linear elements (bars) and nodes. Its geometry responds to the union of regular three-dimensional geometric shapes that allow the system to be stable at a structural level. The research is based on historically reviewing some studies of these structures and finding some design conditions at a modular level. It is about understanding the design process and structural calculation of spatial meshes to carry out a parameterization methodology at a computational level to create a tool for architects. It is a parametric tool using already known software (Rhinoceros 3d + Grasshopper) to generate a definition in its environment, parameterizing typologies and some forms that are established in the research for study. This document creates the foundation for a future study of spatial meshes using current computational tools. In addition, it will help architects to decide on designs of this type of steel structure in order to obtain optimization of the structure, material savings and thus consequently reduce carbon emissions., Award-winning

La implementació de sistemes d’impressió 3D en diversos aspectes del nostre dia a dia és una cosa cada cop més comuna. Els sistemes de fabricació per addició han simplificat moltes qües- tions i han millorat de manera significativa la vida de les persones. D’altra banda els materials auxètics són uns materials que tenen un coeficient de Poisson negatiu, per la qual cosa es comporten de forma contra intuïtiva, augmentant de mida en totes les direc- cions quan se sotmeten a tracció i disminuint en mida en totes les direccions quan se sotmeten a compressió. En aquest projecte s’ha verificat com es poden imprimir mitjançant addició de filament fos uns models d’estructures auxètiques a PLA i posteriorment s’han assajat. Després danalitzar les dades sha confirmat que el model auxètic amb millor comportament era el que tenia un angle interior re entrant de 35 graus, ja que és el que va obtenir un coeficient més negatiu. Finalment, s’han comparat els resultats pràctics amb un estudi teòric i s’ha trobat una possible implementació per als materials auxètics al món de l’automoció., La implementación de sistemas de impresión 3D en varios aspectos de nuestro día a día es algo cada vez más común. Los sistemas de fabriación por adición han simplificado muchas cuestiones y han mejorado significativamente la vida de las personas. Por otra parte los materiales auxéticos son unos materiales que tienen un coeficiente de Poisson negativo, por lo que se comportan de forma contra intuitiva, aumentando de tamaño en todas las direcciones cuando se someten a tracción y disminuyendo en tamaño en todas las direcciones cuando se someten a compresión. En este proyecto se ha verificado cómo se pueden imprimir mediante adición de filamento fun- dido unos modelos de estructuras auxéticas en PLA y posteriormente se han ensayado. Después de analizar los datos se ha confirmado que el modelo auxético con mejor compor- tamiento era el que tenía un ángulo interior re entrante de 35 grados, ya que es el que obtubo un coeficiente más negativo. Finalmente se han comparado los resultados prácticos con un estudio teórico y se ha encontrado una posible implementación para los materiales auxéticos en el mundo de la automoción, The implementation of 3D printing systems in various aspects of our daily lives is becoming increasingly common. Additive manufacturing systems have simplified many areas and have dramatically improved people’s lives. Auxetic materials are materials that have a negative Poisson’s ratio and, in consequence, they behave counter-intuitively, increasing in size in all directions when subjected to tension and decreasing in size in all directions when subjected to compression. This project has verified how models of auxetic structures in PLA can be printed by addition of molten filament and subsequently tested. After analysing the data, it has been determined that the auxetic model with the best behaviour is the one with an internal re-entrant angle of 35 degrees, as it is the one from which the most negative Poisson’s coefficient was obtained. Finally, the practical results were compared with a theoretical study and a possible implemen- tation for auxetic materials in the automotive world was found

És el projecte de construcció d'una nau industrial, amb una zona d'ús industrial i una zona d'ús administratiu. El treball compren la part estructural i també la d'instal·lacions: HVAC, aigua sanitaria, sanejament, elèctrica i PCI

This paper presents a cross-sectional optimization procedure to increase the load carrying capacity of a perforated rack column under a compression load. The optimization method is based on a Genetic Algorithm (GA) combined with the Generalized Beam Theory (GBT), which allows to take perforations as well as sectional deformations into account. The results indicate that the optimal cross-section geometry depends on the dominant buckling mode. Therefore, a combined optimization criterion to consider distortional and global buckling is defined. Finally, nonlinear shell finite elements analyses are done in order to assess the structural behaviour of optimized cross-sections., The author J. Bonada is a Serra Húnter Fellow, Postprint (published version)

El treball consta de dues parts, essent la primera una aproximació a les tècniques de càlcul i teories emprades durant els anys. A la segona part es realitza el càlcul d’una sitja amb un mètode vigent. L’objectiu del treball és mostrar el desconeixement que hi ha en aquesta matèria, i l’ambigüitat i poca adequació a la indústria de la majoria de mètodes. A l’actualitat hi ha diferents normes sota les que calcular un dipòsit, però depenent del mètode utilitzat s’han de conèixer una sèrie de factors o uns altres. Per a la indústria és molt important la dedicació a cada projecte, i caracteritzar totalment un producte pot ser llarg i costós. És per això que en aquest projecte es planteja el càlcul segons una alternativa que ens permet no dependre de factors intrínsecs del producte. D’aquesta manera s’aconsegueix un disseny més modulable a diferents situacions. Si bé és cert que el gruix no es calcula amb tanta precisió com amb altres mètodes, cal tenir en compte també el procés de fabricació. És menys costós, i estètic, treballar una xapa amb un gruix de 3, 4 o 5 mm que una xapa inferior. Considerant això, les diferències que hagin pogut sorgir en el càlcul s’acabaran igualant, minimitzant l’efecte de tenir un càlcul més precís.

The high-performance demands on industrial floors, both in terms of larger slab dimensions and increased durability under harsh operating conditions, have led to the growing use of expansive admixtures. These generate a controlled expansive reaction within the concrete and compensate the early-age shrinkage. Despite their increasing use, calculation methods that permit to consider the expansive agents during the pavement design phase with a certain level of reliability are still unexistent. This study presents a straightforward cross-sectional model to assess both the stress-strain state and joint-opening of concrete pavements with volumetric stability admixtures by considering the slab dimensions, concrete composition, exposure conditions, and base friction characteristics. For that, a novel experimental device is designed and implemented in this work to characterize the dimensional variations associated with expansive agents since casting. A Type-G commercial volumetric stability admixture is considered as the expansive admixture. A full-scale validation of the proposed model is performed on a jointless concrete panel constructed by RCR Industrial Flooring in Spain. This validation proves the feasibility of the combined approach of laboratory calibration of the expansive addition and the cross-sectional model presented to accurately estimate both the slab deformations and joint opening developed over the 77-day test period., This research project has been supported by RCR Industrial Flooring. Thanks are extended to Juan Carlos Martín, Agustín Escámez, and Christophe Cortinovis for their assistance and collaboration throughout the course of this study. Finally, support from AGAUR through the research project EB-Pav (2021 PROD 00071) is greatly acknowledged., Postprint (published version)

The design of lightweight and stiff structures is crucial, especially for the aeronautical industry. One of the approaches that can accomplish the design of these structures is topology optimization, a numerical technique that seeks the optimal design with certain requirements. The main objective of this project is to develop an in-house MATLAB algorithm able to propose optimal structures under the condition of maximizing the natural frequency of vibration of the structure, that is, solving the modal analysis eigenvalue problem. For this purpose, the project begins with the resolution of the classical eigenvalue problem of the optimal design of columns maximizing the critical buckling load, and ends with the optimal design of the topology of a structure maximizing the first vibration frequency. The presented problems are solved with different optimization solvers, such as the Method of Moving Asymptotes (MMA), Augmented Lagrangian or Function Minimizer Constrained (fmincon). In addition, in the eigenfrequency maximization problem, it is discuss the influence of different material interpolation scheme (SIMP and SIMPALL) over the results.

El presente proyecto consiste en el diseño y cálculo de 2 viviendas unifamiliares pareadas situadas en Calonge, un municipio de la provincia de Girona. El punto de partida de este proyecto es el estudio geotécnico y el proyecto básico de las viviendas, facilitados por el Departamento de Tecnología de la Arquitectura. En este trabajo se exponen 2 propuestas de estructuras, con materiales diferentes, para comparar cuál se adapta mejor y dictaminar las ventajas e inconvenientes de cada una de las ellas. La primera propuesta constructiva está resuelta mediante pilares y vigas de hormigón armado y forjados reticulares. Y la segunda, con pilares metálicos, vigas mixtas y forjados de losas mixtas con chapa grecada. Se ha calculado con el programa Cype ambas estructuras y se ha realizado el presupuesto para comprobar cuál sería más viable económicamente. También se ha estudiado el coste energético y las emisiones de CO2 que genera la construcción de las viviendas y los residuos que generaría construirlas.

Actualment la mobilitat urbana és un dels grans reptes pels governs i els ciutadans. En aquest projecte s’estudia en quina situació es troben les ciutats i les solucions que ofereixen per una mobilitat més sostenible. Concretament, s’analitza l’ús de les bicicletes i les e-bikes i els aparcaments disponibles per implementar una instal·lació de mòduls fotovoltaics que permeti cobrir les necessitats energètiques del pàrquing de bicicletes upandbike per ser autosuficient. En la part pràctica es determinen les condicions generals pel dimensionament, es plantegen les opcions del projecte i dissenya una instal·lació pel cas d’estudi a la ciutat de Lleida. Finalment, una simulació i l’anàlisi econòmic, determina quina és la millor opció pel projecte.

El presente trabajo final de grado corresponde al Diseño, cálculo y proyecto de estructuras de edificación, correspondiente a la propuesta facilitada por el departamento de Tecnología de la Arquitectura de la Escuela Politécnica Superior de Edificación de Barcelona. El trabajo, como indica el título, consiste en el desarrollo del diseño y el cálculo de un edificio. En base a la documentación gráfica de anteproyecto y el estudio geotécnico; para justificar y conocer el proceso de desarrollo de un proyecto de la estructura de una edificación. En donde se pretende desarrollar la documentación necesaria para la correcta ejecución de la estructura; memoria, documentación gráfica y presupuesto final de la estructura proyectada. El diseño estructural se realizará dentro de los márgenes definidos en el anteproyecto, por lo que se consideran los usos previstos, las condiciones del entorno y las condiciones de la ubicación del proyecto. Por lo que el diseño estructural se realizará en función del anteproyecto y estudio geotécnico facilitados por el profesor y tutor del trabajo, Sandokán Lorente Monleón. La estructura propuesta corresponde a un edificio plurifamiliar con una planta baja, tres plantas tipo y plata cubierta, con aparcamiento en una planta bajo rasante. La totalidad de las plantas sobre rasante se destinan a un uso residencial, con la excepción de en planta baja, donde parte de esta es destinada a un uso público. El contenido del trabajo se estructura según el propio proceso de realización de este. Empezando por la comprensión del anteproyecto, la normativa, las cargas que actúan, los materiales a emplear y los sistemas empleados para el cálculo de la estructura.

Many space technologies are enabled by deployable mechanisms or structures to function: solar panels, radiators, and even crewed stations and rovers subsystems need to be stowed and deployed to fit in a launcher fairing and avoid unwanted vibrations during launch. Among those structures, the deployment of large membranes and panels can be designed with the help of an unexpected technique: origami folding. The idea has been spreading in every field of engineering in the past few years; compact, rigid-folded structures that can change shape in one simple motion fascinate micro-robotics as well as aerospace engineers. Origami-inspired structures can be engineered to answer many needs. The available launch volume can be optimized, creases can improve the rigidity of a structure while keeping it lightweight, thickness can be accounted for, and complex surfaces can be approximated by flat-foldable mechanisms. Several major space actors, such as the National Aeronautics and Space Administration (NASA) and the Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA), have already implemented such techniques successfully or plan to do so in the near future. Following these breakthroughs, student project “Lotus” was submitted to the Parabole 2022 contest, an opportunity to test student projects in microgravity during a parabolic flight campaign organized by the French Space Agency and its subsidiary Novespace. The 5-members international student team will characterize and analyse the deployment and folding of innovative origami structure models for current and future space applications, especially volumes for deployable habitats, fuel tanks, or other resource containers such as asteroids and regolith; three stereo cameras will capture the geometry at different set speeds. To maximize the scientific return, several shapes and geometric parameters will be tested: three distinct structures are proposed to be tested, mostly limited by the volume available for the experiment. The models tested w

La propuesta de este TFM consistía esencialmente en el diseño y cálculo estructural de un nuevo edificio de viviendas plurifamiliar, de PB+5, ubicado en el barrio de la Prosperitat, en el distrito de Nou Barris. Pero el hecho de que, para levantar el nuevo edificio, hubiese que derribar otro ya existente, hizo replantearme la primera propuesta, considerando importante trabajar en dos líneas diferentes: Por un lado, el estudio del anterior edificio existente en la parcela, contextualizándolo en su entorno, entender la transformación que ha tenido el distrito de Nou Barris y reconstruir de manera general su evolución urbanística hasta los años 80. Los estudios histórico-constructivos son fundamentales para comprender cuál es la situación de un edificio antes de planificar una intervención sobre él. A través de ellos podremos situar al edificio en su contexto urbano y también conocer cómo ha evolucionado tipológicamente a lo largo del tiempo, obteniendo información específica sobre su construcción y su transformación a lo largo de su historia. La interpretación de esta información es básica para poder comprender qué es el edificio, cómo está construido y cuáles son los mecanismos que han posibilitado su evolución. En este caso, el edificio no se ha conservado, pero si podemos estudiar la evolución históricoconstructiva de su entorno, adaptando en parte la metodología de trabajo utilizada en el análisis de edificios, y aplicándola al análisis urbano de las ciudades, para comprender las causas que han llevado a su derribo y no a su protección, al menos con la categoría de nivel C, (Bien de Interés Urbanístico), en la que es obligado su mantenimiento. Por otro lado, se aborda de una manera general, el diseño y cálculo estructural del nuevo edificio de viviendas que ocupará esa misma parcela, y partiendo de las plantas arquitectónicas facilitadas, se decidirá el sistema estructural a emplear entre diferentes alternativas, completando el cálculo mediante el empleo del progr

This project has as main aim to design and calculate a reinforced concrete structure to build a block of residential units in the municipality of Olot. In order for me to be able to have a deeper knowledge and understanding of the project, CAD plans of the different floors have been provided where the interior layout can be appreciated as well. I also had access to the geotechnical study. It is important to highlight that before entering the data in the program, a predimensioning of the structure is justified with the project data. The structural calculus is done using CYPECAD. Thanks to the structure modeling, an optimized structural solution is reached. The resulting document of this work includes the following elements: calculation statement, floorplans, measurements, budgeting and energetic cost.

Aquest treball forma part d'un estudi experimental de recerca anomenat Straduravius per analitzar la resposta estructural d'elements de hormigó pretensat d'alta resistència utilitzant FRP com a armadura activa, per establir les bases per al projecte i la construcció d'estructures molt durables en ambients agressius. On es resumeixen les campanyes experimentals que s'han fet a la data per calcular la longitud d'ancoratge de barres convencionals d'acer i que va portar a desenvolupar una campanya experimental prèvia amb armadures pretesades de FRP, que inclou assaigs de tracció i adherència de les barres pretesades i sense pretensar. Mitjançant aquesta campanya, es van determinar les característiques del material i es va obtenir el comportament adherent de les armadures passives i actives de FRP., Este trabajo forma parte de un estudio experimental para analizar la respuesta estructural de elementos de hormigón pretensado de alta resistencia utilizando FRP como armadura activa, a fin de establecer las bases para el proyecto y construcción de estructuras altamente durables en ambientes agresivos. Donde se resumen las campañas experimentales que se han realizado a la fecha para calcular la longitud de anclaje de barras convencionales de acero y que llevó a desarrollar una campaña experimental previa con armaduras pretensadas de FRP, que incluía ensayos de tracción y adherencia de las barras pretensadas y sin pretensar. Mediante esta campaña, se determinaron las características del material y se obtuvo el comportamiento adherente de las armaduras pasivas y activas de FRP., This work is part of an experimental research study called Straduravius to analyze the structural response of high strength prestressed concrete elements using FRP as active reinforcement, in order to establish the basis for the design and construction of highly durable structures in aggressive environments. It summarizes the experimental campaigns that have been carried out to date to calculate the anchorage length of conventional steel bars and led to the development of a previous experimental campaign with prestressed FRP reinforcement, which included tensile and adhesion tests of prestressed and non-prestressed bars. Through this campaign, the characteristics of the material were determined and the adherent behavior of the passive and active FRP reinforcements was obtained.

The increasing use of fibre reinforced concrete (FRC) as a structural material requires a constant development of new tools for design purposes. In this line, different codes and guidelines include constitutive models for FRC in their specifications. However, these constitutive models are usually based on the behaviour of steel fibre reinforced concrete (SFRC) and present several limitations on representing the full behaviour of macro-synthetic fibre reinforced concrete (MSFRC). With the aim of analysing the suitability of the constitutive models when applied on macro-synthetic fibres, an experimental program to determine the performance of MSFRC using different fibre contents and concrete mixes was performed. The study of the constitutive models was conducted through an inverse analysis using a two-dimensional analytical model to verify and compare the FRC constitutive equations of the MC2010 with the experimental results. The constitutive model of MC2010 was selected given that it is able to capture both the softening and hardening behaviour of FRC through a three-point constitutive equation. The results show that the original constitutive model of the MC2010 tends to overestimate the performance of PFRC. Moreover, it could be necessary to include an additional point on the post-cracking branch of the constitutive model to represent more accurately the full residual strength of PFRC. The results also show that the ultimate strain of the constitutive model should be extended to fully capture the performance of PFRC, especially for large deformations. This study suggests that it should be necessary to redefine the constitutive models through a new approach distinguishing between FRC blended with steel or macro-synthetic fibres., Peer Reviewed, Postprint (published version)

Over the last years, the use of fibre reinforced concrete (FRC) has increased for structural purposes. For the structural design of FRC elements, there was a need of a model that developed the behaviour of the post-cracking response of FRC. In this sense, national and international guidelines have included models to characterise the flexural behaviour of FRC (fib Model Code, EHE-08). These models gather the performance of FRC for serviceability limit state (SLS) and ultimate limit state (ULS) for either steel or macro synthetic polypropylene fibre reinforced concrete (SFRC and MSFRC, respectively). In this regard, the codes and guidelines do not distinguish between FRC comprised of steel or synthetic fibres and establish the FRC ultimate strain in 2.5%. This limitation represents the behaviour of SFRC but limits the full potential of MSFRC for large deformations. Owing to the aspects aforementioned, an extensive experimental programme has been carried out at the Universitat Politècnica de Catalunya (UPC) to characterise the behaviour of MSFRC. This research contribution is focused on an inverse analysis to derive the MSFRC constitutive equations by means of a non-linear finite element simulation. The main goal of this study is to compare the experimental results with those obtained through the simulation using the constitutive equations of the fib MC-2010. The results show a generalised underestimation of MSFRC at ultimate strain and the necessity of adjusting the constitutive equations for SFRC and MSFRC., Peer Reviewed, Postprint (published version)

Es coneix com a Platform Frame el mètode de construcció amb fusta que sorgeix als Estats Units d'Amèrica durant la primera part del segle XX, concretament cap al final de la dècada de 1920, i que ha esdevingut un dels sistemes de construcció en sec més usat en un gran nombre de països, com Argentina, Xile, Canadà, Alemanya, Noruega, Suècia, Austràlia i Finlàndia, entre altres, a més dels mateixos Estats Units, on es calcula que entre el 60% i el 80% de les construccions es realitzen d'aquesta manera. Es tracta d'un sistema de construcció en sec partir del tradicional Balloon Frame, aparegut molt abans, durant la primera meitat del segle XVIII, també als Estats Units, i que suposà la substitució de les antigues cabanes fetes amb troncs d'arbres per estructures lleugeres d’entramat format amb llistons de mides estandarditzades i panells o taulers de fusta, units entre si per claus o caragols. Tot el conjunt presenta un seguit de característiques que varen afavorir la implantació del mètode i l'ús extensiu a tot el país pels colons arribats d'Europa. Durant les següents pàgines intentarem donar una visió general del sistema, a manera d'aproximació teòrica, centrant-nos en els paràmetres bàsics del disseny, del càlcul i de l'execució, deixant altres aspectes pendents de tractar, com són els relatius al confort dels usuaris, resistència al foc, sostenibilitat, planificació i seguretat de les obres, o la possibilitat d'implementació amb altres tipologies de les quals són habituals amb aquest mètode constructiu. L'objectiu és donar a conèixer un mètode constructiu d'ús habitual en països amb un alt nivell de desenvolupament, tan econòmic i social, perquè al nostre territori pugui esdevenir una alternativa sostenible al formigó o l'acer., Platform Frame is known as the wooden construction method that arose in the United States of America during the first half of the 20th century, specifically towards the end of the 1920s, and has become one of the most widely used dry construction systems in a number of countries, including Argentina, Chile, Canada, Germany, Norway, Sweden, Australia and Finland, among others, in addition to the United States, where it is estimated that 60 to 80% of constructions are done in this way. It is a dry-built system from the traditional Balloon Frame, which appeared much earlier in the first half of the 18th century, also in the United States, and which provided for the replacement of the old huts made of tree trunks with light dim structures formed with standardized size slats and wood panels or boards, joined together by nails or snails. The whole set presents a series of features that favored the implementation of the method and extensive use throughout the country by settlers arriving from Europe. During the following pages we will try to give an overview of the system, by way of a theoretical approach, focusing on the basic parameters of design, calculation and execution, leaving other aspects to be dealt with, such as those relating to user comfort, fire resistance, sustainability, planning and safety of works, or the possibility of implementation with other types of works that are common with this constructive method. The aim is to make known a standard constructive method of use in countries with a high level of development, both economic and social, so that our territory can become a sustainable alternative to concrete or steel.

The research study presented in this paper focused on the potential of scissor-like deployable structures with straight bars to create compact, light and cost-effective solutions for temporary shelters and emergency architecture. The design and construction process included parametric design; various scale model prototypes and a final 1:1 scale prototype. The ‘Vertex’ structure is comprised of three triangles made up of 27 scissor-like straight bars. When unfolded the triangles scissor-like bars deploy to create three arches. The arches are joined to each other at ground level and secured in place using three bases. Finally, the arches’ stability is secured at the upper level by the tension force of the textile membrane. The fabrication process included both conventional fabrication and assembly of materials as well as the use of 3D printing and laser cutting technology. The assembly of the 1:1 prototype was carried out in one hour. Each triangle weights 9 kg, and the entire structure including the bases and the textile is 70kg. The prototype was fabricated and tested by the MArch Architecture students and Lab at Nottingham Trent University, as part of a workshop on deployable structures conducted by the SMiA (Structural Morphology in Architecture) Research Group.

La idea del projecte neix a partir de la creació d’un nou model de negoci, creat anteriorment per els mateixos autors que aquest projecte. Seguint aquesta premissa, el projecte consisteix en el disseny d’una nau industrial i les seves instal·lacions destinada a abastir un nou model de franquícies de restauració a Barcelona. Per a poder realitzar els diferents objectius d’aquest treball s’ha utilitzat programari d’us professional, com el programari CYPE ingenieros per al disseny i càlcul estructural de la nau. D’altra banda, l’AUTOCAD i l’ EXCEL per la realització dels plànols i els càlculs. El primer objectiu és descriure els aspectes generals de la nau, distribució interna, accions sobre l’estructura, informació estructural i la normativa a complir. A més, s’explica les característiques i és detallen les dades introduïdes al programa informàtic pel dimensionament de l’estructura. També, es descriu la solució adoptada de l’estructura amb la definició de tots els elements necessaris per la seva construcció i muntatge, com son la definició dels pòrtics, dels perfils de cada una de les barres, de les unions i de la fonamentació. El segon objectiu és el d’implementar les instal·lacions necessàries per complir el propòsit de la nau. S’ha fet un estudi exhaustiu de la instal·lació de sanejament, fontaneria, elèctrica, clima i ventilació. S’inclou tota la informació tècnica i legal necessària perquè el projecte en el seu conjunt s’ajusti estrictament a la normativa aplicable. Finalment, cal comentar que s’han realitzat tots els plànols necessaris per a la correcta definició de la nau, tant de l’estructura metàl·lica amb els seus detalls constructius com de les diferents instal·lacions, concretament els plànols de situació, plànols de distribució, plànols de l’estructura metàl·lica i plànols d’instal·lacions., The idea of the project was born from the creation of a new business model, previously created by the same authors as this project. Following this premise, the project consists of the design of an industrial warehouse and its facilities intended to supply a new model of restaurant franchises in Barcelona. In order to be able to carry out the different objectives of this work, software for professional use has been used, such as the CYPE ingenieros software for the design and structural calculation of the structure. On the other hand, the AUTOCAD and the EXCEL for the realization of the plans and calculations. The first objective is to describe the general aspects of the building, internal distribution, actions on the structure, structural information and the regulations to be complied with. It also explains the characteristics and details of the data entered into the computer program for the sizing of the metal structure. Also, the adopted solution of the structure is described with the definition of all the necessary elements for its construction and assembly, such as the definition of the structure, the selections of profiles, the joints and the foundation. The second objective is to implement the necessary facilities for the purpose of the building. A thorough study of the sanitation, plumbing, electrical, climate and ventilation installation has been carried out. It includes all the technical and legal information necessary for the project. Finally, it is necessary to comment that all the necessary plans have been made for the correct definition of the building, so much of the metallic structure with his constructive details as of those of the different installations, concretely the plans of situation, distribution plans, structure plans and installation plans.