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La construcción de sistemas con vigas banda es de uso común en el Ecuador, pero hace falta mucha investigación para determinar un comportamiento de las vigas banda más cercano a la realidad. Los calculistas realizan diseños tomando criterios que no son propios de estas estructuras, tal como, un factor de reducción del espectro de diseño de sistemas dúctiles, obteniendo así cargas laterales más bajas, además de omitir el diseño por punzonamiento que generalmente suele hacer fallar a estas estructuras frente a la solicitación sísmica. Se destaca que, la aplicación de las vigas banda no son aceptadas en zonas con alto riesgo sísmico, pero en el Ecuador se sigue construyendo con este tipo de sistema debido a que la Normativa Ecuatoriana de Construcción vigente nos permite realizar estos diseños. El código ACI-318 hace mención en sus distintas actualizaciones de varios criterios para el diseño de estas vigas a través de un adecuado análisis de la conexión losa-columna, pudiendo de esta manera obtener un adecuado desempeño del sistema de viga banda frente a un sismo. Es necesario recalcar que, la mayoría de los calculistas estructurales no toma en consideración los criterios de cálculo y diseño nombrados por el ACI, consiguiendo así un diseño deficiente del sistema con vigas banda que provocaría siniestros como el antes visto en el sismo de Pedernales y debería ser obligatorio revisar los criterios del código ACI de vigas banda para obtener resultados idóneos del sistema con estos elementos estructurales. El presente proyecto técnico, tiene como objetivo realizar un análisis estructural de las vigas banda, utilizando la normativa de diseño vigente en el Ecuador NEC-15 y la última actualización del código ACI318-19, comenzando con un prediseño de los elementos estructurales de este sistema, analizando los resultados obtenidos para poder llegar a una configuración idónea de la viga banda que sea eficaz de aplicar en estos edificios de baja altura. The construction of systems with band beams is commonly used in Ecuador, but further research is needed to determine a realistic behavior of band beams. Structural engineers make designs based on criteria that are not specific to these structures, such as a reduction factor in the design spectrum for ductile systems, resulting in lower lateral loads. They also tend to overlook the punching shear design, which often leads to failure of these structures under seismic loading. It is important to note that the use of band beams is not accepted in high-risk seismic zones, but in Ecuador, construction with this type of system continues due to the current Ecuadorian Construction Regulations allowing such designs. The ACI-318 code mentions various criteria for the design of these beams in its different updates, through a proper analysis of the slab-column connection to achieve satisfactory performance of the band beam system during an earthquake. It is necessary to highlight that the majority of structural engineers do not consider the calculation and design criteria specified by the ACI, resulting in a deficient design of the band beam system that could lead to disasters like the one witnessed in the Pedernales earthquake. Therefore, it should be mandatory to review the ACI criteria for band beams in order to obtain optimal results for these structural elements. The aim of this technical project is to conduct a structural analysis of band beams using the current design regulations in Ecuador, NEC-15, and the latest update of the ACI318-19 code, starting with a preliminary design of the structural elements of this system and analyzing the obtained results to achieve an ideal configuration of the band beam that can be effectively applied in low-rise buildings

En el diseño a cortante de elementos horizontales resistentes a momento, es de suma importancia el cálculo del momento probable aplicando la filosofía de diseño por capacidad, ya que en el procedimiento se considera el acero de refuerzo colocado. Por lo que es imperativo la investigación de las propiedades mecánicas y la experimentación en el laboratorio realizando ensayos a tracción con el material utilizado como acero de refuerzo. La normativa ACI 318-19, recomienda utilizar un factor de endurecimiento por tracción α=1.25. La presente investigación intenta verificar si en nuestro medio usar Alpha igual a 1.25 resulta conservador o poco conservador durante el diseño. Para esto, se ha planteado una campaña de ensayos para analizar el factor Alpha de varillas comerciales en nuestro medio. Este factor es introducido en el diseño de 20 edificios de hormigón armado a fin de estudiar su efecto. Los resultados arrojan que la mayoría de diámetros proporcionan un valor Alpha menor al recomendado. Sin embargo, no se evidencia una variación considerable para el cálculo del refuerzo transversal requerido en una viga. In the shear design of horizontal elements resistant to moment, it is of utmost importance the calculation of the probable moment applying the design philosophy by capacity since in the procedure the reinforcing steel placed is considered. This is why it is imperative to research mechanical properties and laboratory experimentation by tensile testing the material used as reinforcing steel. The ACI 318-19 standard recommends the use of a tensile hardening factor α=1.25. The present research try to verify if in our environment using alpha equal to 1.25 is conservative or not very conservative during the design. For this, a campaign of tests in the laboratory has been proposed to analyze the Alpha factor of commercial rods in our environment. This factor is introduced in the design of 20 reinforced concrete buildings in order to study its effect. The results show that most diameters provide a lower than recommended Alpha value. However, there is no evidence of a considerable variation for the calculation of the transverse reinforcement required in a beam.

Experimental investigations have been commonly used to improve the existing knowledge about structural design, presenting accurate conclusions regarding structure behavior. However, considering the limitations of experimental studies, such as restricted amount of strain gauges, unexpected pathologies, difficulties to foresee the correct position of cracks, or simply saving in costs, the use of numerical analysis can present some innovative approaches to understand the process of failure in concrete elements, presenting easier results where experimental programs can hardly report. This study presents the numerical analysis of eight beams experimented by Sherwood [26], with two different sizes and variable aggregate sizes, seeking to understand the influence of coarse aggregate size in shear strength of beams without stirrups. The numerical approach was used to derive the influence of each internal shear mechanism and to identify the specific amount of dowel force, shear transfer by uncracked compression zone and aggregate interlock portion. The results showed that fair results can be obtained by 2D smeared crack approaches, enabling the identification of major aggregate interlock portion in beams with bigger coarse aggregate sizes. Comparing the size effect in beams allowed us to conclude that a higher contribution of aggregate interlock contribution can be obtained in large beams, with almost 64% of the total contribution, whereas smaller beams had only 43%. To evaluate the accuracy of the studied mechanisms, the results of Sherwood [26] were compared with the standards Model Code [23], CSA-A.23.3 [24], NBR 6118 [38], and ACI 318 [39]. Regarding the prediction of element rupture by concrete internal mechanisms, the normative instructions Model Code [23] and CSA A.23.3 [24] were the closest to the experimental results. resumo: Investigações experimentais têm sido comumente usadas para melhorar o conhecimento existente sobre o projeto estrutural, apresentando conclusões precisas sobre o comportamento da estrutura. No entanto, considerando as limitações dos estudos experimentais, como quantidade restrita de extensômetros, patologias inesperadas, dificuldades de previsão do correto posicionamento das fissuras ou simples economia de custos, o uso da análise numérica pode apresentar algumas abordagens inovadoras para a compreensão do processo de falha em elementos de concreto, apresentando resultados mais fáceis onde programas experimentais dificilmente podem relatar. Este estudo apresenta a análise numérica de oito vigas experimentadas por Sherwood [26], com dois tamanhos diferentes e agregados de tamanhos variados, buscando-se entender a influência do tamanho do agregado na resistência ao cisalhamento de vigas sem estribos. A abordagem numérica foi usada para avaliar a influência de cada mecanismo de cisalhamento interno e para identificar a quantidade específica de força de pino, transferência de cisalhamento na zona de compressão não fissurada e a parcela de intertravamento de agregados. Os resultados mostraram que resultados razoáveis podem ser obtidos por abordagens de fissuras distribuídas 2D, permitindo a identificação da maior porção de intertravamento do agregado em vigas com maiores tamanhos de agregado graúdo. A comparação do efeito de escala em vigas permitiu concluir que uma maior contribuição do intertravamento de agregados pode ser obtida em vigas grandes, com quase 64% da contribuição total, enquanto as vigas menores tiveram apenas 43%. Os resultados de Sherwood [26] foram comparados com as normas Model Code [23], CSA-A.23.3 [24], NBR 6118 [38] e ACI 318 [39] para avaliar a precisão das normas estudadas. Com relação a previsão da ruptura dos elementos por meio dos mecanismos internos do concreto, as instruções normativas Model Code [23] e CSA A.23.3 [24] resultaram valores mais precisos.

RESUMO Este artigo verificou o comportamento estrutural à flexão de três configurações de vigas mistas de madeira e perfis de aço, por meio do método de homogeneização da seção mista, ensaios experimentais e simulação computacional. Foram analisadas viga de madeira sem reforço (V-SR), com perfis de chapa de aço dobrada fixada com parafuso tipo prisioneiro (V-PRI) e autoatarraxante (V-AUT). Foram realizados ensaios de flexão por 3 pontos, obtendo a força de ruptura e deslocamentos. Verificou-se que a forma ruptura das vigas foi similar em todas as configurações, ocorrendo na parte tracionada, sem apresentar flambagem lateral dos perfis de aço ou deformação plástica dos parafusos. Notou-se que a inserção dos perfis de aço ocasionou um aumento na resistência das vigas mistas, sendo de 100% nas vigas com perfis de chapa de aço dobrada fixada com parafuso tipo prisioneiro (V-PRI) e de 32% nas vigas com perfis de chapa de aço dobrada fixada com parafuso tipo autoatarraxante (V-AUT). As simulações pelo método dos elementos finitos apresentaram valores mais próximos ao comportamento na flexão das vigas V-SR e V-PRI no regime elástico (ELS). O método de homogeneização da seção mista mostrou-se mais próximo dos resultados experimentais nas vigas de madeira reforçadas (V-PRI e V-AUT). ABSTRACT This paper verified the structural behavior of three configurations of composite beams of wood and steel profiles, analytically by the mixed section homogenization method (MHSM), by experimental tests and simulated by the finite element method (FEM). Unreinforced wooden beam (V-SR), with bent steel sheet profiles fixed with stud (V-PRI) and self-tapping (V-AUT) screws were analyzed. The flexural behavior was analyzed by 3 points of these elements, represented by the load and displacement. It was found that the beam failure form was the same in all configurations, occurring in the tensioned part, without lateral buckling of the steel profiles or plastic deformation of the screws. It was noted that the insertion of steel profiles caused an increase in the strength of the composite beams, being 100% in the V-PRI sample and 32% in the V-AUT. The FEM simulations showed values closer to the bending behavior of the V-SR and V-PRI beams in the elastic regime (ELS). The experimental results of the V-AUT beams were more compatible with the mixed section homogenization model.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior The aim of this paper is to analyze, based on city logistics, the operational feasibility of the use of urban freight vehicles (vehicles with a load capacity up to 2.5 tons), using the software TransCAD. The case study was conducted in a wholesale and distribution company in Uberlândia / MG. This is a traditional company that has been operating for 60 years and that stands out in the Brazilian scenario when it comes to distribution logistics processes. Due to high levels of complexity in providing logistics services in the central areas of large and midsize cities, companies have constantly been trying to find alternatives to allow this type of operation. In scenario generation, the TransCAD software was used to obtain the optimal routing in the distribution of loads. The method chosen was based on concepts of city Logistics and on the importance of urban distribution of loads, mainly in the central area of Uberlândia. The analyses will allow us to study the behavior of the vehicle profiles of urban distribution of loads, showing the better conditions from the point of view of the operational performance. O objetivo deste trabalho é analisar, com base na logística urbana de cargas, a viabilidade operacional do emprego de veículos urbanos de cargas (veículos com capacidade de carga líquida até 2,5 toneladas), com a utilização do software TransCAD. O estudo de caso foi realizado em uma empresa do segmento de atacado e distribuição, situada na cidade de Uberlândia/MG. Trata-se de uma empresa tradicional que opera há 60 anos, destacando-se no cenário brasileiro em processos de logística. Devido à alta complexidade em garantir adequados níveis de serviços logísticos nas regiões centrais das cidades de grande e médio porte, as empresas têm buscado constantemente melhores alternativas para viabilizar esse tipo de operação. Na geração de cenários, o software TransCAD foi utilizado para obtenção da roteirização ótima na distribuição das cargas. O método escolhido apoiou-se em conceitos de Logística Urbana de Cargas e na importância da distribuição urbana de cargas, principalmente na área central. As análises realizadas permitiram estudar o comportamento de diferentes tipos de veículo de distribuição urbana de cargas, apontando as melhores condições do ponto de vista da viabilidade operacional. Mestre em Ciências

El presente trabajo, propone evaluar el comportamiento estructural mediante el análisis por elementos finitos de conexiones viga - columna sin y con rigidizadores sometidas a flexión, por medio del diseño de una estructura de cinco niveles y cuatro tramos, dicha estructura se simulo en el Software SAP2000. De la simulación se pudo obtener datos de fuerzas y momentos de cada uno de los elementos de la edificación, con lo que se estableció el pórtico más desfavorable dentro de la estructura al aplicar las cargas vivas y muertas, la aplicación de dichas cargar se realizó bajo el método Adaptive Software Development (ASD). Para el caso, se tomó como diseño la norma nacional NEC 2015 de edificación y la normal AISC 360-16 para el diseño. Por otra parte, con el Software Idea StatiCa se realizó el diseño y el análisis de la conexión interna y la conexión de borde. Con este Software, las conexiones se pueden simular utilizando métodos de elementos finitos basados en modelos existentes, la simulación se realizó basado en datos obtenidos una vez acabado el diseño de la estructura, dentro del Software Idea StatiCa se obtuvo datos como el de la tensión equivalente, deformación plástica, la fuerza que ejerce cada uno de los tornillos que se implementara en la conexión. Una vez que el análisis alcanzó el 100% en la simulación de la conexión interna y de borde sin rigidizadores se obtuvo la tensión equivalente máxima a 225 MPa y el porcentaje de 0.8% en la deformación plástica, con estos valores se pudo determinar que la conexión no presenta ningún tipo de falla, ya que sus valores máximos son de 248.2 Mpa y 5% respecto a la conexión de borde. Para el caso de la conexión interna y de borde con rigidizadores se obtuvo un esfuerzo equivalente a 223 MPa y el porcentaje de 0.6% en la deformación plástica, con estos valores se pudo determinar que la conexión no presenta ningún tipo de falla, ya que sus valores máximos son de 248.2 Mpa y 5% respectivamente. The present work proposes to evaluate the structural behavior through the analysis by finite elements of beam-column connections without and with rigidizers subjected to flexion, through the design of a structure of five levels and four sections, this structure was simulated in the SAP2000 Software. From the simulation it was possible to obtain data of forces and moments of each of the elements of the building, with which the most unfavorable portico within the structure was established when applying the live and dead loads, the application of these loads was carried out under the Adaptive Software Development (ASD) method. For this matter, the national standard NEC 2015 for building and the normal AISC 360-16 for the design were taken as the design. On the other hand, with the Idea StatiCa Software, the design and analysis of the internal connection and the edge connection was carried out. With this Software, the connections can be simulated using finite element methods based on existing models, the simulation was carried out based on data obtained once the design of the structure was finished, within the Idea StatiCa Software data was obtained such as the equivalent stress, plastic deformation, the force exerted by each of the screws that will be implemented in the connection. Once the analysis reached 100% in the simulation of the internal and edge connection without stiffeners, the maximum equivalent voltage of 225 MPa and the percentage of 0.8% in the plastic deformation were obtained, with these values it was possible to determine that the connection does not present any type of failure, since its maximum values are 248.2 Mpa and 5% with respect to the edge connection. In the case of the internal and edge connection with rigidizers, an effort equivalent to 223 MPa and the percentage of 0.6% in the plastic deformation was obtained, with these values it was possible to determine that the connection does not present any type of failure, since its maximum values are 248.2 Mpa and 5% respectively.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior The system called king or queen post truss, also inverted truss beam, formed by a main beam with rectangular cross section and one or two struts tied to rods attached to the ends of the piece through the bottom of the rods, is an interesting option for use in support of formwork for concrete. System results in a lightweight, easy handling, good stiffness and good mechanical strength. This study evaluated the system numerically and experimentally. The positions of the fixation struts and rods, as well as the relationship between span and length of the struts, were the parameters considered to understand the system\'s efficiency. The numerical analysis was made by the software ANSYS® using the finite element method. The efficiency of the system was evaluated by comparison between the simple beam and the inverted trus beam. The beams mounted with Angelim Vermelho have a gain in stiffnes of 147 %, when wire rope is used as cable. This efficiency increases to 623 % when the cabe is steel rod. Beams of Pinus had a gain of 518 % for system with steel rod. O sistema chamado de viga vagão formado por uma viga principal com seção retangular e um ou dois montantes vinculados a tirantes fixados nas extremidades da peça, passando pela parte inferior dos montantes, é uma interessante opção para uso em sustentação de fôrmas para concreto. Resulta em um sistema leve, de fácil manuseio, boa rigidez e de boa capacidade mecânica. Neste trabalho avaliou-se este sistema de forma numérica e experimental. As posições de fixações dos tirantes e montantes, bem como a relação entre vão e comprimento dos montantes foram os parâmetros considerados para entender a eficiência do sistema. A análise numérica foi feita pelo programa computacional ANSYS® que utiliza o método dos elementos finitos. Também foi feita uma comparação entre a eficiência do sistema em relação ao caso de uma viga simples formada pela peça que representa a viga principal, considerando o uso de madeiras dos gêneros Pinus e Angelim Vermelho. Conclui-se que o sistema de viga vagão produz boa eficiência, pois para vigas de Angelim Vermelho tem-se um ganho de rigidez médio de 147 % para vigas montadas com cabo de aço e 623 % para vigas com barra de aço, para as peças de tábuas de Pinus tem-se 518 % de ganho de rigidez para vigas com barra de aço. Mestre em Engenharia Civil

En el presente proyecto de investigación se analizó el comportamiento de zapatas aisladas y vigas de cimentación ante cargas verticales (debidas al peso propio) y un evento sísmico, las cimentaciones fueron analizadas sobre dos tipos de suelos; suelo blando y rígido. Los estudios geotécnicos fueron previamente realizados en dos sitios; El Condor, y San Patricio de Lumbisí. A partir de los datos geotécnicos se realizó el diseño de las cimentaciones y se propuso el análisis de ocho casos a fin de estudiar los patrones de comportamiento estático, sísmico y los efectos que se generan en las cimentaciones (rígidas y flexibles), implantadas en los diferentes tipos de suelo, a través del software Midas GTS NX con el cual se realizó modelos en 3D incorporando al suelo como un sólido deformable que recibe las cargas de las columnas a través de los cimientos. A partir de los resultados obtenidos en los modelos numéricos, se constató que en seis casos: tres en vigas de cimentación y tres en zapatas aisladas resultaron tener deformaciones constantes comportándose como cimentaciones rígidas independientemente de suelos blando o rígidos. Para cimentación flexible con suelo rígido en vigas de cimentación y zapatas aisladas las deformaciones de las cimentaciones resultaron ser variables en su longitud. Usando el criterio de falla de Von Mises se obtuvo el factor de seguridad para las cimentaciones analizadas estableciendo los casos de análisis más críticos In this research project was analyzed the behavior of isolated footing and ground beams foundation to vertical loads (due to their own weight) and a seismic activity was analyzed, the ground foundations were analyzed on two types of soil: Soft and hard soil. Geotechnical studies were previously performed on two sites: The Condor, and San Patricio de Lumbisí. Based on the geotechnical data, the design of the foundations was done and the analysis of eight cases was proposed in order to study the patterns of static, seismic behavior and the effects that are generated in the foundations (rigid and flexible), Implanted in different types of soil by the GTS NX Midas software in which 3D models were made, incorporating to the ground as a deformable solid that receives the loads of the columns through the foundations. Based on the results obtained in the numerical models, it was found that in six cases: three in ground beams foundation and three in isolated footing were constant deformations which is behaving as rigid foundations independently of soft or hard soil. For flexible foundation with hard soil in ground beams foundation and isolated footing, the deformations of the foundations turned out to be variable in its length. Using the Von Mises failure criteria, the safety factor for the foundations analyzed by establishing the most critical analysis cases was obtained.

En el presente trabajo se realizó una búsqueda en bibliografía existente de vigas de hormigón armado sometidas a cargas pseudo-estáticas y dinámicas. Mediante un proceso de selección se optó por escoger las pruebas de carga que tienen la mayor cantidad de datos y parámetros que satisfagan los modelos del programa SeismoStruct, se seleccionó tres pruebas de carga pseudo-estáticas y tres pruebas de cargas dinámicas. Ya teniendo los datos que alimentan al software SeismoStruct, se procedió al modelado tanto las pruebas de carga pseudo-estáticas como dinámicas, utilizando modelos constitutivos de hormigón (Mander - con_ma, Chang-Mander - con_cm, Kappos y Konstantinidis - con_hs) y modelos constitutivos de acero (Menegotto-Pinto - stl_mp, Ramberg-Osgood - stl_ro, Dodd-Restrepo - stl_dr), se obtuvieron veinte y siete modelados de vigas sometidas a cargas pseudo-estáticas y veinte y siete modelados de vigas sometidas a cargas dinámicas, y, los resultados de estos modelos ( lazo de histéresis) se compararon con la bibliografía existente encontrada, a fin de determinar cuál es el mejor modelo que se ajusta al comportamiento de vigas de hormigón armado. In the present paper, a search was carried out in the existing bibliography of reinforced concrete beams subjected to pseudo-static and dynamic loads, through a selection process it was decided to choose the load tests that have the greatest amount of data and parameters that satisfy the models of the SeismoStruct program, three pseudo-static load tests and three dynamic load tests were selected. Once we had the data to feed the SeismoStruct software, we proceeded to model both the pseudo-static and dynamic load tests, using concrete constitutive models (Mander - con_ma, Chang-Mander - con_cm, Kappos and Konstantinidis - con_hs) and constitutive models (Menegotto-Pinto - stl_mp, Ramberg-Osgood - stl_ro, Dodd-Restrepo - stl_dr), twenty-seven models of beams subjected to pseudo-static loads and twenty-seven models of beams subjected to dynamic loads were obtained, and, The results of these models (hysteresis loop) were compared with the existing bibliography found, in order to determine which is the best model that fits the behavior of reinforced concrete beams.

O Ftool é utilizado na engenharia civil pelas facilidades e simplificações na modelagem estrutural; por não demandar computadores robustos para sua utilização; não ter tempo de processamento elevado nas análises, sendo geralmente rápidas e por ser um software gratuito. Ele permite criar cargas móveis e essas são usadas nos cálculos das envoltórias dos esforços internos em vigas de pontes. Apesar disso, significativo número de trabalhos, dissertações e teses, na área de pontes, sobretudo dos cursos de pós-graduação, ainda não o utilizam nas análises das cargas móveis em vigas de pontes. Nesse sentido, este trabalho objetiva fomentar o uso do Ftool para se realizar análises estruturais de vigas de pontes em vigas, seja na determinação das respectivas linhas de influência ou dos esforços internos; para que estudantes de pós-graduação e pesquisadores passem a utilizá-lo em seus respectivos trabalhos. São desenvolvidos quatro exemplos numéricos e em cada um emprega-se um software pago, SAP 2000, Ansys ou GAP-GEL v1, e os resultados são comparados com o Ftool. Em todos os exemplos, as variações dos resultados são inferiores a 9%, no pior dos casos, mas na maioria deles, essa variação é inferior a 3%. Essas diferenças podem ser tidas como aceitáveis, pois, posteriormente, são aplicados diferentes coeficientes de majoração. Por fim, o Ftool mostrou-se eficaz e robusto, com resultados confiáveis e, portanto, recomendado para a determinação dos diferentes esforços internos e TTL nas vigas, devido a diferentes cargas móveis atuantes em tabuleiros de pontes compostas por duas, três, sete e oito vigas. Sem que haja a necessidade de se empregar software mais complexos e pagos para se realizar tais análises.

Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais Nas últimas duas décadas, tem-se observado em diversos países um ressurgimento do interesse pelos perfis de aço alveolares, devido às vantagens técnicas e arquitetônicas que eles oferecem em relação aos perfis I de alma cheia. Este fenômeno se dá numa época em que ocorre uma grande difusão dos sistemas de piso misto de aço e concreto, hoje largamente utilizados no contexto da construção civil, por suas vantagens estruturais e construtivas em relação a outras soluções estruturais. Nos últimos anos, tem crescido o interesse pelo uso de vigas celulares mistas, incluindo a alternativa com perfil monossimétrico. Como a fabricação de vigas celulares já envolve processos de corte e solda, torna-se prática a montagem de perfis monossimétricos, onde o tê mais robusto é disposto na parte inferior da seção e o mais esbelto na parte superior, já que esta última fica solicitada por esforços de menor magnitude do que a metade inferior. Dada a escassez de estudos sobre o assunto, o objetivo deste trabalho é a avaliação do comportamento estrutural de vigas mistas celulares com perfil monossimétrico e do comportamento estrutural de vigas celulares monossimétricas quanto à flambagem do montante de alma, por meio de simulação numérica usando o Método dos Elementos Finitos, considerando análise não-linear geométrica e de material. A modelagem numérica foi validada com resultados experimentais disponíveis na literatura. A partir dos resultados numéricos obtidos, propõe-se uma adaptação para uma formulação de cálculo existente, destinada a perfis celulares duplamente simétricos, que a generaliza para vigas mistas celulares com perfil monossimétrico ou duplamente simétrico. Por fim, é apresentada uma análise do rendimento estrutural de vigas celulares mistas com perfil monossimétrico em relação a vigas similares com perfil duplamente simétrico. Palavras-chave: Estruturas de aço. Vigas celulares. Vigas mistas. Perfil monossimétrico. Flambagem do montante de alma. For the past two decades, in many countries, there has been a renewed interest for castellated steel beams due to their technical and architectural advantages in comparison to solid-web beams. This phenomenon is happening due to a large diffusion of composite steel and concrete flooring systems, largely employed in civil construction today for their structural and constructive advantages. In recent years, the interest in composite cellular beams has increased, including the monosymmetric option. Since the manufacturing of cellular beams already involves cutting and welding processes, monosymmetric beams are practical to assemble, with the robust ‘T’ on the bottom of the section and the slender ‘T’ on top, since this latter part is subject to smaller forces than the bottom half. Given the scarce research available on this subject, the purpose of this work is to evaluate the structural behavior of composite castellated beams with a monosymmetric cross-section through a finite elements numerical simulation, employing geometric and material non-linear analysis. The numerical model was validated through experimental results available in previous works. An adaptation for an existing calculation formula is proposed based on the numerical results obtained, appropriate for doubly symmetric cellular beams, which makes the formula applicable to both monosymmetric and doubly symmetric composite cellular beams. Finally, an analysis of the structural performance of monosymmetric composite cellular beams in comparison to similar, doubly symmetric beams is presented. Keywords: Steel structures. Cellular beams. Composite beams. Monosymmetric beam. Web- post buckling.

There are many ways in the literature to optimize structures using a wide range of algorithms, however the use of bioinspired algorithms for structures is still little explored. Given this context, this article demand to verify, using the bioinspired algorithm Colony of Fireflies, the parameters for the optimization of three variables of the construction process of a beam through the reduction of its objective functions, giving, in the end, its production cost per linear meter. Several parameter values were analyzed to arrive at those that best suited the proposed objective. The results obtained showed evidence of the robustness of the algorithm, reaching convergence to a value very close to the ideal after few iterations. Its relevance and potential use for much more robust construction elements is clear. Hay muchas formas en la literatura para optimizar estructuras, sin embargo, el uso de algoritmos bioinspirados aún está poco explorado. En ese contexto, este artículo busca verificar, utilizando el algoritmo bioinspirado Colônia de Vagalumes, los parámetros para la optimización de tres variables del proceso de construcción de una viga a través de la reducción de sus funciones objetivo, dando, al final, su costo de producción. por metro. Se analizaron varios valores de parámetros para llegar a aquellos que más se adecuaban al objetivo propuesto. Los resultados obtenidos mostraron evidencia de la robustez del algoritmo, alcanzando convergencia a un valor muy cercano al ideal después de pocas iteraciones. Su relevancia y potencial uso para elementos constructivos mucho más robustos es clara. Existem na literatura muitos caminhos para se otimizar estruturas, entretanto o uso de algoritmos bioinspirados ainda é pouco explorado. Diante desse contexto, esse artigo busca verificar, utilizando o algoritmo bioinspirado Colônia de Vagalumes, os parâmetros para a otimização de três variáveis do processo construtivo de uma viga através da minoração de suas funções-objetivo, dando, ao final, seu custo de produção por metro linear. Foram analisados diversos valores de parâmetros para se chegar àqueles que melhor se adequassem ao objetivo proposto. Os resultados obtidos mostraram evidências da robustez do algoritmo, atingindo convergência para um valor muito próximo do ideal depois de poucas iterações. Fica clara sua relevância e o seu potencial de uso para elementos construtivos muito mais robustos.

A nivel mundial, muchas universidades y centros de investigación han realizado experimentos con elementos de concreto armado reforzado con polímeros reforzados con fibra (FRP). Esta tesis se ha desarrollado con el fin de poder investigar el comportamiento de vigas reforzadas con sistema FRP ante diversas variables planteadas. La presente tesis tiene como objetivo evaluar el comportamiento a flexión de vigas reforzadas con bandas de polímero reforzado con fibra de carbono (CFRP) en la zona a flexión; además, con la finalidad de evitar la delaminación prematura de las bandas de CFRP, se colocó el sistema de anclaje utilizado por Samaniego (2021), el cuál consistía en bandas transversales en los extremos y anclajes en el extremo empotrado. Se realizaron ensayos cíclicos a flexión de cuatro vigas de concreto armado en voladizo, con distintas cuantías de acero y CFRP, diseñadas con la norma ACI 318-19 y la guía de diseño ACI 440.2R. El estudio experimental estuvo conformado por cuatro vigas cantiléver de concreto armado de 250 x 400 mm de sección y 2100 mm de longitud libre. Se asumió un modelo empotrado en un extremo con una carga puntual en el extremo libre. Además, con fines comparativos se consideraron los resultados experimentales de otra investigación, de cuatro vigas cantiléver con el mismo sistema de anclajes y en las mismas condiciones de ensayo (Samaniego, 2021). Las variables de estudio fueron la cuantía de acero a flexión (ppss = 0.38%, 0.87% yy 1.42% ) y la cuantía de CFRP (ppff = 0.30%, 0.60% yy 0.90% ). Los estribos fueron barras de 10 mm de diámetro y se ubicaron 1@50 mm, 7@100 mm y el resto @200 mm, para todas las vigas. Los resultados indican que las vigas reforzadas con CFRP alcanzaron momentos resistentes a flexión menores a los esperados teóricamente (17%). En los ocho especímenes, la falla ocurrió por el aplastamiento del concreto, evitándose la falla por delaminación de la fibra. La degradación de la rigidez de los especímenes fue alterada por las cuantías de CFRP y acero; a mayor cuantía de refuerzo (interno y externo) menor degradación de la rigidez. La energía disipada creció a medida que se incrementó la cuantía de CFRP (ppff = 0.30%, 0.60% ), sin embargo, la energía disipada por el espécimen con ppff = 0.90% fue menor a la energía disipada por el espécimen con ppff = 0.60%. De manera similar, el acero de refuerzo incrementó la energía disipada, pero la energía disipada por los especímenes con ppss = 1.42% fue menor que la energía disipada por los especímenes con ppss = 0.87%.

In the present research, the reliability of optimized reinforced concrete beams was evaluated in different design situations. Simply supported beams were optimized to find the dimensions and reinforcements of the cross-section that minimize costs, meeting the criteria of technical codes, through genetic algorithms. For each optimized beam, the reliability index was obtained in relation to the ultimate limit state of flexure with the iHLRF algorithm, considering the uncertainties of the resistance and load models, loads and resistances. It wa s verified that the reliability indexes, in general, were higher than the minimum value of 3.8, recommended by technical codes, in design situations with little live load. Through a parametric study, trends were identified for the reliability index according to the design parameters and characteristics of the beams. RESUMO Na presente pesquisa foi realizada a avaliação da confiabilidade de vigas otimizadas de concreto armado em diferentes situações de projeto. Vigas simplesmente apoiadas foram otimizadas para encontrar as dimensões e armaduras da seção transversal que minimizam os custos, atendendo aos critérios das normas técnicas, por meio dos Algoritmos Genéticos. Para cada viga otimizada, foi obtido o índice de confiabilidade em relação ao estado-limite último de flexão com o algoritmo iHLRF, considerando as incertezas dos modelos da resistência e da solicitação, das cargas e das resistências. Foi verificado que os índices de confiabilidade, de modo geral, foram maiores que o valor mínimo de 3,8, recomendado por códigos normativos, nas situações de projeto com pouca carga variável. Através de um estudo paramétrico, foram identificadas tendências para o índice de confiabilidade em função dos parâmetros de projeto e das características das vigas.

Vigas de aço casteladas são elementos estruturais com aberturas hexagonais padronizadas na alma, fabricadas a partir da expansão da alma de perfis de alma cheia que concede maior inércia à seção transversal, aumentando a resistência e a rigidez à flexão. Essas vigas podem ser biapoiadas, contínuas ou semicontínuas e podem ser projetadas como mistas quando existir uma conexão de cisalhamento entre o perfil de aço e a laje de concreto. Em vigas mistas contínuas e semicontínuas, o deslocamento lateral e giro da mesa inferior, mediante a distorção ocorrida na alma do perfil, na região de momentos negativos, em que parte do perfil de aço está comprimida, pode causar um modo de instabilidade denominada flambagem lateral com distorção (FLD). No presente estudo, um novo procedimento de cálculo para a determinação do momento crítico elástico e do momento fletor resistente à flambagem lateral com distorção de vigas casteladas mistas de aço e concreto foi desenvolvido. Para isso, equações foram produzidas para o cálculo da rigidez da alma castelada, momento crítico elástico e momento fletor resistente. Aproximadamente 20000 modelos numéricos de elementos finitos foram processados com o uso do software ANSYS e validados com resultados experimentais da literatura e, finalmente analisados para o desenvolvimento do procedimento de cálculo proposto. Os resultados obtidos, segundo o procedimento proposto para o momento crítico elástico, apresentaram coeficiente de variação de 1,4% para momento fletor uniforme e de 2,7% para momento fletor não uniforme, em relação aos modelos numéricos. No caso do momento fletor resistente, o coeficiente de variação foi de 5,3%. Logo, os resultados utilizando o procedimento analítico proposto indicam excelente correspondência com resultados numéricos. Castellated steel beams are structural elements with standard hexagonal web openings, manufactured from the web expansion of solid-web profiles which gives greater inertia to the cross-section, increasing the strength and bending stiffness. These beams can be simply supported, continuous and semicontinuous and can be designed as composite when there is a shear connection between the steel profile and the concrete slab. In continuous and semicontinuous composite beams, the lateral displacement and rotation of the bottom flange, through the web distortion, in the hogging moments region, where part of the steel profile is compressed, can cause a type of instability known as lateral-distortional buckling (LDB). In the present study, a new calculation procedure to determine the elastic critical moment and the resistant bending moment to lateral-distortional buckling of composite steel-concrete castellated beams was developed. For this, equations were produced to calculate the web stiffness, elastic critical moment and resistant bending moment. Approximately 20000 numerical finite element models were processed using ANSYS software and validated with experimental results from the literature and finally analyzed for the development of the proposed calculation procedure. The results obtained according to the proposed procedure for the elastic critical moment, presented a coefficient of variation of 1.4% for uniform bending moment and 2.7% for non-uniform bending moment, in relation to the numerical models. In the case of the resistant bending moment, the coefficient of variation was 5.4%. Therefore, the results using the proposed analytical procedure indicate excellent suitability with numerical results.

El carácter estático de las ilustraciones en los libros de texto y la generación de respuestas automáticas de los programas comerciales no permiten al estudiante visualizar relaciones entre las diferentes variables que participan en un objeto de conocimiento. En el caso particular de las vigas, los estudiantes no logran visualizar las variaciones que se presentan en los diagramas de fuerza cortante, momento flector, pendiente y deflexión a medida que se varían las cargas. Esto trae como consecuencia que el estudiante mecanice unos métodos para obtener estos diagramas, pero no logre obtener generalizaciones para los diferentes tipos de vigas y de cargas. Por esta razón, se propone elaborar un material didáctico interactivo conformado por una serie de Applets, que son pequeños programas o aplicaciones que se incrustan en el código de otro programa y por lo tanto su ejecución depende de la ejecución del otro programa, y algunas preguntas guías que sirvan de apoyo para enseñar y aprender los diagramas para vigas. En el trabajo se presenta la modelación de las ecuaciones respectivas por los métodos de secciones, integraciones sucesivas y doble integración. Los Applets que se desarrollan para este trabajo tienen una triple funcionalidad: la primera, como recurso didáctico para favorecer el proceso de generalización a través de visualización; la segunda, pueden aprovecharse para plantear ejercicios y conocer las respuestas inmediatamente; la tercera, pueden verse como pequeños programas para verificar las respuestas de ejercicios que se ajusten al prototipo. Resumen 8 Palabras clave 8 Abstract 8 Keywords 9 Introducción 10 Capítulo 1. Preliminares 12 1.1 Justificación 12 1.2 Antecedentes 13 1.3 Planteamiento del problema 18 1.4 Objetivos 20 Objetivo general: 20 Objetivos específicos: 21 Capítulo 2. Marco teórico 22 2.1 Conceptos preliminares 22 2.1.1 Estructuras 22 2.1.2 Elementos estructurales 22 2.1.3 Tipos de estructuras 24 2.1.4 Fuerza 24 2.1.5 Momento 26 2.1.6 Grados de indeterminación estática 27 2.1.7 Tipos de apoyos 27 2.1.8 Tipos de vigas 28 2.1.9 Patrones de cargas 30 2.2 Esfuerzo y deformación 32 2.2.1 Fuerza axial 32 2.2.2 Fuerza cortante 32 2.2.3 Momento flector 32 2.2.4 Deflexión 33 2.2.5 Rotación o Pendiente 34 2.2.6 Relaciones entre W, V y M. 35 2.3 Elementos para la modelación matemática 37 2.3.1 Método de las secciones 37 2.3.2 Ecuación diferencial de Euler-Bernoulli 39 2.3.3 Método de integraciones sucesivas 40 2.3.4 Funciones de singularidad y Macaulay 42 2.3.5 Método de doble integración 47 2.4 Conceptos técnicos 47 2.4.1. ¿Qué es un Applet? 47 2.4.2 Interfaz del software DescartesJS 48 Capítulo 3. Prototipos 54 3.1 Definición de prototipo 54 3.2 Revisión de textos y algunas decisiones preliminares 55 3.3 Prototipos 58 3.3.1 Prototipos para vigas simplemente apoyadas 59 3.3.2 Prototipos para vigas en voladizo 60 3.3.3 Prototipos para vigas empotradas y apoyadas 61 3.3.4 Prototipos para vigas biempotradas 62 Capítulo 4. Modelación de prototipos 63 4.1 Vigas simplemente apoyadas 63 4.1.1 Prototipo VSA1 63 4.1.2 Prototipo VSA2: 66 4.1.3 Prototipo VSA3 69 4.1.4 Prototipo VSA4 73 4.1.5 Prototipo VSA5 77 4.1.6 Prototipo VSA6 81 4.2 Vigas en voladizo 85 4.2.1 Prototipo VVO1 85 4.2.2 Prototipo VVO2 88 4.2.3 Prototipo VVO3 91 4.2.4 Prototipo VVO4 95 4.2.5 Prototipo VVO5 98 4.2.6 Prototipo VVO6 101 4.3 Vigas empotradas y apoyadas. 105 4.3.1 Prototipo VEA1 105 4.3.2 Prototipo VEA2 108 4.3.3 Prototipo VEA3 111 4.3.4 Prototipo VEA4 114 4.3.5 Prototipo VEA5 119 4.3.6 Prototipo VEA6 123 4.4 Vigas biempotradas 128 4.4.1 Prototipo VBE1 128 4.4.2 Prototipo VBE2 131 4.4.3 Prototipo VBE3 134 4.4.4 Prototipo VBE4 138 4.4.5 Prototipo VBE5 141 4.4.6 Prototipo VBE6 145 Capítulo 5. Material didáctico interactivo 150 5.1 Proceso de construcción de SRVIGAS 150 5.2 Interfaz del aplicativo SRVIGAS – Manual de usuario. 151 5.3 Sugerencias para uso del material 159 5.3.1 Sugerencia de algunas preguntas 160 5.3.2 Sugerencia de algunas actividades 166 Conclusiones 176 Referencias 179 Apéndices 181 Apéndice 1. Manual de usuario 181 Apéndice 2: Diagramas para los 24 prototipos diseñados. 190 Apéndice 3: Demostraciones – Ecuaciones de singularidad. 222 Apéndice 4: Respuestas para las preguntas sugeridas. 230 Apéndice 5: Cargas más comunes usadas en los libros de texto. 233 Apéndice 6: Convalidaciones. 252 The static nature of the illustrations in textbooks and the generation of automatic responses in commercial programs do not allow the student to visualize relationships between the different variables that participate in a knowledge object. In the particular case of beams, students are unable to visualize the variations presented in the diagrams of shear force, bending moment, slope, and deflection as the loads are varied. This results in the student mechanizing some methods to obtain these diagrams, but not being able to obtain generalizations for the different types of beams and loads. For this reason, it is proposed to develop an interactive teaching material made up of a series of Applets, which are small programs or applications that are embedded in the code of another program and therefore their execution depends on the execution of the other program, and some questions guides to help you teach and learn beam diagrams. The work presents the modeling of the respective equations by the methods of sections, successive integrations and double integration. The Applets that are developed for this work have a triple functionality: the first, as a didactic resource to favor the generalization process through visualization; the second, they can be used to propose exercises and know the answers immediately; the third, can be seen as small programs to verify the answers of exercises that conform to the prototype. Pregrado La staticità delle illustrazioni nei libri di testo e la generazione di risposte automatiche nei programmi commerciali non consentono allo studente di visualizzare le relazioni tra le diverse variabili che partecipano a un oggetto di conoscenza. Nel caso particolare delle travi, gli studenti non sono in grado di visualizzare le variazioni che si verificano nei diagrammi di forza di taglio, momento flettente, pendenza e deflessione al variare dei carichi. Ne consegue che lo studente meccanizza alcuni metodi per ottenere questi diagrammi, ma non è in grado di ottenere generalizzazioni per i diversi tipi di travi e carichi. Per questo motivo si propone di sviluppare un materiale didattico interattivo costituito da una serie di Applet, che sono piccoli programmi o applicazioni che sono incorporati nel codice di un altro programma e quindi la loro esecuzione dipende dall'esecuzione dell'altro programma, e alcune guide alle domande che fungono da supporto per insegnare e apprendere i diagrammi per le travi. L'articolo presenta la modellazione delle rispettive equazioni mediante i metodi delle sezioni, integrazioni successive e doppia integrazione. Le Applet sviluppate per questo lavoro hanno una triplice funzionalità: la prima, come risorsa didattica per favorire il processo di generalizzazione attraverso la visualizzazione; il secondo, possono essere utilizzati per posare esercizi e conoscere immediatamente le risposte; il terzo, possono essere visti come piccoli programmi per verificare le risposte di esercizi che si adattano al prototipo.

En la presente monografía se hace una recopilación de todas las consideraciones establecidas en la norma NSR-10 para las actividades de las etapas de vigas de cimentación y columnas en concreto reforzado, con el propósito de diseñar 2 fichas de control en los proyectos de vivienda de interés social de 1 piso. De este modo se trabaja como caso estudio practico con la empresa JASA LTDA, así mismo se determinan los fallos comúnmente presentados en estas actividades y se evalúa la potencialidad de cada uno de ellos; luego para su respectiva evaluación se trabaja a través de la herramienta AMEF la cual esta científicamente avalada, esto con el fin de determinar los índices de probabilidad e impacto y de este modo poder identificar por medio de una matriz de riesgo los índices de criticidad para las actividades comprendidas en las etapas anteriormente mencionadas. Finalmente, mediante una matriz de aceptación y rechazo se realizan consideraciones profesionales para la correcta aceptación de cada de una de estas actividades con el fin de mitigar y controlar las actividades que más impacto tengan en el desarrollo de la obra. In this monograph, a compilation of all the considerations established in the NSR-10 standard for the activities of the stages of foundation beams and reinforced concrete columns is made, with the purpose of designing 2 control sheets in the housing projects of social interest of 1 floor. In this way, we work as a practical case study with the company JASA LTDA, likewise, the failures commonly presented in these activities are determined and the potentiality of each one of them is evaluated; Then, for their respective evaluation, they work through the FMEA tool which is scientifically endorsed, this in order to determine the probability and impact indices and thus be able to identify through a risk matrix the criticality indices for the activities comprised in the aforementioned stages. Finally, through an acceptance and rejection matrix, professional considerations are made for the correct acceptance of each of these activities in order to mitigate and control the activities that have the greatest impact on the development of the work. Especialista en Interventoría de la Construccion http://www.ustabuca.edu.co/ustabmanga/presentacion Especialización

There are several structures that are going through a load increase process, either by adding rooms or changing the use of the current environment. For this to occur without compromising the physical integrity of its users and the structure, it is necessary to use structural reinforcements, which serve to increase the performance of the structure, equipping it with more rigidity/or resistance. The research aimed to describe the main advantages and disadvantages of reinforcement techniques in reinforced concrete beams by external prestressing, bonding and/or anchoring steel sheets, bonding carbon fibers and the jacketing method. So that you can make the decision on which technique to use. The methodology of this work is based on a descriptive bibliographic research. Using the comparative method, which studies the differences and similarities between different facts. The choice of the most appropriate reinforcement technique must be made after a careful evaluation of the main characteristics of the piece to be reinforced and the methods that can be used. The definition can be based on: reinforcement performance, preservation of the architecture, application cost and ease and speed of installation and ease of finding the material for labor. Hay varias estructuras que están pasando por un proceso de aumento de carga, ya sea agregando habitaciones o cambiando el uso del entorno actual. Para que esto ocurra sin comprometer la integridad física de sus usuarios y la estructura, es necesario utilizar refuerzos estructurales, que sirven para incrementar el rendimiento de la estructura, dotándola de mayor rigidez y / o resistencia. La investigación tuvo como objetivo describir las principales ventajas y desventajas de las técnicas de refuerzo en vigas de hormigón armado por pretensado externo, pegado y / o anclaje de chapas de acero, pegado de fibras de carbono y por el método de encamisado, de manera que sea posible tomar la decisión sobre qué técnica a utilizar. La metodología de este trabajo se basa en una investigación bibliográfica descriptiva, utilizando el método comparativo, que estudia las diferencias y similitudes entre diferentes hechos. La elección de la técnica de refuerzo más adecuada debe realizarse tras una cuidadosa evaluación de las principales características de la pieza a reforzar y los métodos que se pueden utilizar. La definición puede basarse en: rendimiento del refuerzo, preservación de la arquitectura, costo de la aplicación, facilidad y velocidad de instalación y facilidad para encontrar material y mano de obra. Existem diversas estruturas que estão passando por um processo de aumento de carga, seja pelo acréscimo de cômodos ou alteração do uso do ambiente atual. Para que isso ocorra sem comprometer a integridade física de seus usuários e da estrutura é necessária a utilização de reforços estruturais, que sirvam para aumentar a performance da estrutura, equipando-a de mais rigidez e/ou resistência. A pesquisa teve como objetivo descrever as principais vantagens e desvantagens das técnicas de reforço em vigas de concreto armado por protensão externa, colagem e/ou chumbamento de chapas de aço, colagem de fibras de carbono e pelo método do encamisamento, para que assim seja possível tomar a decisão de qual técnica utilizar. A metodologia deste trabalho é baseada em uma pesquisa bibliográfica descritiva, utilizando o método comparativo, que estuda as diferenças e semelhanças entre diferentes fatos. A escolha da técnica de reforço mais adequada deve ser realizada após uma avaliação criteriosa das principais características da peça a ser reforçada e dos métodos que podem ser empregados. A definição pode ser baseada por: desempenho do reforço, preservação da arquitetura, custo de aplicação, facilidade e rapidez na instalação e facilidade de encontrar o material e a mão de obra.

El presente trabajo, plantea el estudio y diseño de una estructura de cuatro tramos y cinco niveles, la misma que se simula en el Software STAAD PRO. Se obtienen datos de momentos y fuerzas de cada elemento estructural de la edificación, encontrando así el pórtico más desfavorable al aplicarle cargas muertas, vivas y accidentales todo bajo las normativas correspondientes al diseño por el método ASD. Se toman como normas de referencias la nacional como lo es la NEC 2015 y la norma general AISC 360-16. Por otro lado, el diseño y análisis de la conexión semirrígida de placa de extremo tiene lugar en el software Idea StatiCa. Este software permite la creación de la conexión en base a modelos preexistentes, el programa simula y desarrolla con datos exportados desde el software STAAD PRO la conexión entera entregando datos de tensión equivalente, pandeo local, diseño de pernos, soldadura, placa de extremo, se aprecian resultados de la conexión interna y externa más desfavorables teniendo como datos de relevancia de tensión equivalente máxima de 150.2 MPa lo cual representa un porcentaje de deformación plástica equivalente máximo de 0.7 %, no presenta falla ya que los valores máximos son 248.3 MPa y 5 % respectivamente. También se observa una deformación plástica en la placa de extremo de la conexión externa e interna de 3.4 y 2.5% al haber optimizado de forma correcta la placa hasta llegar a un espesor de 14 mm, estos valores de deformación no representan falla alguna. The present work deals with the analysis and design a structure with four sections and five levels, the same one that is simulated in the STAAD PRO Software, with which data on moments and forces of each structural element of the building are obtained, Thus finding the most unfavorable gantry when applying dead, live and accidental loads, all under the regulations corresponding to the design by the ASD method, the national standards such as the NEC 2015 and the general standard AISC 360-16 are taken as reference standards. On the other hand, the design and analysis of the end plate semi-rigid connection takes place in the Idea StatiCa software, which allows the creation of the connection based on pre-existing models, the program simulates and develops with data exported from the software STAAD PRO the entire connection providing data of equivalent stress, local buckling, bolt design, welding, end plate, more unfavorable results of the internal and external connection are appreciated having as relevance data of equivalent stress of 150.2 MPa which represents a maximum equivalent plastic deformation percentage of 0.7%, does not present failure and the maximum values are 248.3 MPa and 5% respectively. A plastic deformation in the end plate of the external and internal connection of 3.4 and 2.5% is also observed, as the plate has been correctly optimized until reaching a thickness of 14 mm, these deformation values do not represent any failure.

Estamos en los principios del siglo XXI, y es obvio que ahora no se construye igual que hace un siglo, por ejemplo. En todos los campos de la arquitectura han habido cambios que han hecho dejar atrás formas de pensar y construir la propia arquitectura. En el campo de las estructuras, lo que hemos dejado atrás es el lenguaje de los arcos y bóvedas, que ha sido substituido por nuevos métodos de cálculo con la llegada de materiales como el acero. Este lenguaje del pasado lleva siglos puesto en duda desde que Galileo lo puso en jaque con sus investigaciones acerca de la resistencia de los materiales. Desde entonces han aparecido muchas teorías fruto de investigaciones que poco a poco han contribuido a dejar en el olvido cómo se "calculaban" los grandes monumentos de piedra de la antigüedad. El propósito de este trabajo es hacer un viaje en la historia para ir redescubriendo el rastro de este lenguaje que ahora se ha vuelo un secreto. Sin embargo, este viaje terminará en el presente para ver qué relación guardan estas estructuras con las contemporáneas. De este modo podremos ver cuáles son más eficientes, por ejemplo, o qué ventajas existen entre unas y otras. Award-winning

Se propone sustituir parcialmente estribos por fibras de acero para mejorar la resistencia a cortante de vigas. Como variables: relación (a/c) =0.55 y 0.35 con (Vf) =0, 0.3, 0.5, 0.7% y 0, 0.2, 0.4, 0.6% respectivamente, y separación de estribos. Los resultados mostraron que la resistencia a cortante con refuerzo de estribos y fibras, fue mayor que la de las vigas control con estribos separados (d/2). La comparativa entre los datos experimentales y modelos de predicción de resistencia, mostró que se predice adecuadamente el efecto de la relación (a/c), (Vf), la aportación del acero longitudinal y la presencia de estribos. Los modelos estudiados predijeron en la mayoría de los casos valores conservadores para la resistencia ultima experimental a cortante.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil, 2021. O presente trabalho descreve a obtenção de elementos finitos consistentes a partir de formulações corrotacionais baseadas em diferentes teorias, apontando as semelhanças que justificam sua unificação. A cinemática corrotacional tem como base a decomposição dos deslocamentos de um sólido em uma parcela deformacional e outra devida ao movimento de corpo rígido. Enquanto os deslocamentos de corpo rígido, no plano, são dados por duas translações e uma rotação do sistema de referência local, a parcela de deformação é também representada por três graus de liberdade, sendo uma translação devida ao esforço axial e duas rotações relativas aos esforços de flexão simétrica (flexão pura) e antissimétrica (flexão com cortante). Os esforços internos são obtidos a partir do princípio dos trabalhos virtuais (PTV) em relação ao sistema local, uma vez definidas as funções de interpolação que descrevem o estado de deformação para cada teoria de viga utilizada, sendo elas as teorias de Euler-Bernoulli, Timoshenko e Euler-Bernoulli não linear, este último considerando o acoplamento entre esforços de flexão e axiais. É descrita a obtenção da matriz de rigidez tangente em diferentes parcelas, sendo uma delas, denominada matriz de rigidez elástica, distinta para cada uma das 3 teorias de viga. Através de alguns exemplos numéricos, se demonstra a habilidade da formulação unificada para obter respostas de comportamento severamente não linear para vigas, pórticos e arcos, que são comparadas com soluções analíticas e com exemplos numéricos extraídos da literatura. The present work describes the obtaining of consistent finite elements from co-rotational approach based on different theories, pointing out the similarities that justify their unification. Co-rotational kinematics is based on the decomposition of the displacements of a solid in a deformational portion and another part due to rigid body motion. The rigid body displacements in the plane are given by two translations and one rotation of the local reference system. The deformation portion is also represented by three degrees of freedom, with one translation due to axial force and two rotations related to symmetrical bending (pure bending) and anti-symmetrical bending (bending associated to shear force). The internal forces are obtained in relation to the local system, using the principle of virtual works. Different interpolation functions that describe the deformation state for each beam theory used are defined, namely the theories of Euler-Bernoulli, Timoshenko, and shallow arch Euler-Bernoulli considering the coupling of flexural and axial forces. The obtainment of the tangent stiffness matrix in different portions is described, one of them being the said elastic stiffness matrix, which is different for each of the 3 beams theories presented. Through some numerical examples, the ability of the unified element to obtain responses with rough non-linear behavior for beams, frames and arches is demonstrated, which are compared to analytical solutions and to numerical examples taken from the literature.

Orientador: Armando Lopes Moreno Junior Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil Resumo: O objetivo deste trabalho é oferecer uma parcela de contribuição ao estudo do comportamento de vigas de concreto de alta resistência reforçadas externamente com mantas unidirecionais de polímero reforçado com fibras de carbono (pRFC), técnica esta que vem sendo executada desde 1980, porém, ainda pouco difundida e estudada no Brasil. Seis vigas, com resistência à compressão do concreto em tomo de 90 :MPa, e, mesma geometria e armaduras, longitudinal e transversal, foram levadas à ruptura por flexão. Uma viga foi considerada como viga padrão e outras cinco foram reforçadas à flexão, por intermédio de mantas de fibras de carbono aderidas às suas faces inferiores. Em três das vigas reforçadas um mecanismo de incremento de ancoragem, nas regiões próximas aos apoios, foi proposto. Os resultados experimentais foram comparados com valores esperados, que por sua vez foram obtidos de acordo com uma metodologia de cálculo à flexão desenvolvida com base no estudo de trabalhos já realizados por outros autores. Os valores dos momentos fletores de início de descolamento da manta, nas vigas sem os laço de ancoragem, também foram confrontados com valores previamente esperados. Foram ainda realizados ensaios de aderência e propostas duas metodologias para o dimensinamento dos mecanismos de melhoria da ancoragem. De acordo com os ensaios realizados pôde-se constatar que a ruptura prematura por descolamento total da manta pode ser evitada pelo mecanismo de ancoragem proposto, sendo que o reforço, pelo próprio arranjo sugerido, além de retardar o início do escoamento da armadura longitudial inferior, atua como alternativa de reforço ao esforço cortante. A resistência última à flexão da viga reforçada com quatro camadas e laços de ancoragem foi aumentada, em relação à viga testemunho, em 157 % Abstract: The objective of this dissertation is to offer a contribution in the study of the behaviour of high strength reinforced concrete beams with externally bonded carbon fiber reinforced plastic (CFRP) sheets, wich is a technique that has been executed since 1980. Six beams, with concrete strength around 90 :MPa, and with identics geometry and internal reinforcing bars were tested under bending until failure. One specimen was used as a control beam and the other five were strengthened, in flexure, with the use of CFRP sheets bonded to the tension face of the members. In three of the strengthened beams was proposed anchorages at the sheet ends, near the supports. The experimental results were compared with the analytical values. The bending moments registered in the begining of the debonding of the sheets, in the beams with no anchorage systems, were also compared with previously determined values. Aderence tests to verify the quality of the bonding in the interface sheet-concrete and two proposals of calculating methodologies for the anchorage systerns were also conducted. It was seen that the premature debonding of the sheet can be avoided through the use of the anchorage systems proposed, and, this anchorage, because of its design, can also improves the shear capacity of the beams. The results showed an increment in the ultimate flexural resistance of the beam strengthened with four plies, in comparison with the beam with no external reinforcing, of 157 % Mestrado Estruturas Mestre em Engenharia Civil

Na mecânica estrutural estocástica, o tratamento da incerteza é frequentemente o principal objetivo das simulações numéricas utilizadas para estimar as respostas de um sistema ou fenômeno físico. Essas previsões podem formar a base para a tomada de decisões e, portanto, uma questão relevante a ser estudada é o quão confiável elas são. As incertezas, em geral, são avaliadas sob dois aspectos: a partir da informação estatística disponível e considerando o modelo matemático que representa o problema numericamente. O modelo identifica um conjunto de relações geralmente baseadas em princípios, leis de conservação e métricas de magnitude física. No caso do problema de flexão estocástica de viga é possível associar a aleatoriedade às propriedades do material, da geometria e as cargas atuantes sobre a estrutura e, desta forma as estimativas das respostas estarão presentes no campo de deslocamento, tensão e deformação. No presente trabalho, a formulação variacional do problema estocástico de valor de contorno elíptico com coeficientes aleatórios é estudada à luz da versão estocástica do lema de Lax-Milgram e a propagação e quantificação da incerteza são investigadas a partir da recente metodologia numérica de complexidade assintótica λ-Neumann Monte Carlo. Os resultados da simulação numérica são obtidos para o problema de flexão estocástica de viga de Levinson-Bickford. Esta teoria de alta ordem apresenta a vantagem de atender à condição de cisalhamento nulo nas superfícies laterais e sua formulação pelo método dos Elementos Finitos evita o inconveniente numérico de travamento (shear locking). As soluções são apresentadas sobre um conjunto de aproximações numéricas através de estimativas de erro dos estimadores de valor esperado e variância do campo de deslocamento. São comparados diferentes métodos de quantificação, modelagem da incerteza, condições de contorno, coeficiente de variação e propriedades material e geométrica da viga. In stochastic structural mechanics, the treatment of uncertainty is often the main goal of numerical simulations used to estimate the responses of a system or physical phenomenon. These predictions can form the basis for decision making, and therefore a relevant question to be studied is how reliable they are. In general, uncertainties are evaluated from two aspects: from the available statistical information and by considering the mathematical model that represents the problem in a numerical way. The model identifies a set of relationships usually based on principles, conservation laws, and metrics of physical magnitude. In the case of the stochastic beam bending problem, it is possible to associate randomness to material properties, geometry and loads acting on the structure, and thus the response estimates will be present in the displacement, stress and strain field. In the present work, the variational formulation of the stochastic elliptic boundary value problem with random coefficients is studied in the light of the stochastic version of the Lax-Milgram lemma, and the propagation and quantification of uncertainty are investigated from the recent λ-Neumann Monte Carlo numerical methodology of asymptotic complexity. Numerical simulation results are obtained for the Levinson-Bickford stochastic beam bending problem. This high-order theory has the advantage of meeting the condition of zero shear at the lateral surfaces, and its formulation by the Finite Element method avoids the numerical drawback of shear locking. The solutions are presented over a set of numerical approximations through error estimates of the expected value and variance estimators of the displacement field. Different methods of quantification, uncertainty modeling, boundary conditions, coefficient of variation, and material and geometric properties of the beam are compared.

El presente proyecto tiene como finalidad presentar un diseño de conexión rígida viga columna interna y externa bajo la normativa vigente NEC-2014 Y AISC 360-16, que resistan las cargas vivas, permanentes y accidentales de una estructura de 6 niveles y 5 tramos. Una vez realizado los cálculos teóricos de las cargas actuantes, se procede a la simulación de la edificación que tiene como objetivo obtener las fuerzas y momentos actuantes en cada nodo de la estructura usando la herramienta informática Staad Pro. Para la simulación por elementos finitos de la conexión interna y externa se utilizó el software Idea StatiCa para la importación de los datos de diseño, cargas y momentos, para crear la soldadura diseñada teóricamente y lograr un análisis de elementos finitos. La conexión rígida consta de una placa sujeción soldada al peralte de la viga y al patín de la columna además se refuerza la conexión soldando los patines superior e inferior de la viga a la columna. La conexión que más sufre es la interna ya que al estar en el primer nivel sufre el peso de la estructura además del sismo en la combinación de carga 3, en ambas conexiones la tensión equivalente tiene un valor máximo de 148.7 MPa lo cual representa el 60% de la tensión ultima equivalente del acero estructural A-36 que es 248.3 MPa, esto evidencia que el diseño de la conexión rígida es fiable para no perder la rigidez y estabilidad de la estructura. The purpose of this project is the design of a rigid internal and external beam-column connection under the current NEC-2014 and AISC 360-16 standards, which must resist the live, permanent, and accidental loads of a structure of 6 levels and 5 sections. Once the theoretical calculations of the acting loads were performed, the simulation of the building was carried out to obtain the forces and moments in each node of the structure, using computer tools such as Staad Pro. For the finite element simulation of the internal and external connection, the Idea StatiCa software was used, which allows us to import the design data, loads and moments, as well as to create the theoretically designed weld and achieve a finite element analysis. The rigid connection consists of a clamping plate welded to the web of the beam and to the column flange and the connection is reinforced by welding the upper and lower flanges of the beam to the column. The connection that suffers the most is the internal one since it is at the first level and suffers the weight of the structure in addition to the earthquake in load combination 3, in both connections the equivalent stress has a maximum value of 148.7 MPa which represents 60% of the equivalent ultimate stress of the structural steel A 36 which is 248.3 MPa, this shows that the design of the rigid connection is reliable in order not to lose the stiffness and stability of the structure.

As ligações viga-pilar são regiões denominadas descontínuas e, portanto, devem ser dimensionadas pelo método de bielas e tirantes. No entanto, além dessas ligações não serem verificadas em projetos usuais, observa-se uma deficiência de estudos considerando casos em que a viga gera flexão na direção de menor inércia do pilar. Neste trabalho foi analisado o comportamento estrutural de ligações viga-pilar extremo de pórticos de concreto armado considerando essa situação. Foram avaliadas as ancoragens das armaduras positiva e negativa, a configuração do fluxo de tensões no concreto e o modelo de bielas e tirantes. Para isso, foram desenvolvidos modelos numéricos em elementos finitos, de pórticos variando dimensões para a viga e o pilar. Foram consideradas situações com e sem a presença de grampos de ancoragem. Foi constatado que modelos com flexão na direção de maior rigidez do pilar apresentaram maior resistência que quando fletidos na menor rigidez, o que confirma a necessidade de se considerar a rigidez do pilar para a correta determinação dos esforços nas vigas. A armadura negativa apresentou deformações de tração elevadas somente em alguns casos de flexão na direção de maior rigidez do pilar sendo que esses valores não foram significativos ao longo do prolongamento após o gancho. Para todos os casos, a armadura positiva se mostrou comprimida junto ao apoio e os grampos não foram solicitados à tração da maneira esperada e não influenciaram o resultado. Conclui-se que existe uma superestimação dessa armadura pelos critérios normativos, uma vez que não se considera redução da mesma quando se tem momento negativo na ligação. Os modelos de bielas e tirantes apresentaram boa correlação com os valores numéricos, indicando valores a favor da segurança para os momentos negativos na ligação. Palavras-chave: Ligação viga-pilar. Ancoragem. Modelagem numérica. Modelo de bielas e tirantes. The beam-column joints are called discontinuous regions and, therefore, must be dimensioned by the strut and tie method. However, in addition to these joints not being verified in usual projects, there is a lack of studies considering cases in which bending occurs towards the lower inertia of the column. In this study, the structural behavior of exterior beam-column joints in reinforced concrete frames was analyzed. The positive and negative reinforcements anchorages, the stress flow configuration in the concrete and the strut and tie model were evaluated. For this, numerical models in finite elements were developed, considering frames with different dimensions for the beam and the column. Situations with and without the presence of anchorage clamps were considered. It was found that models with bending towards column higher stiffness showed greater strength, which confirms the need to consider the column stiffness to the correct determination of efforts in the beam. The negative reinforcement showed high tensile strain only in some cases of bending towards column higher stiffness, and these values were not significant along the extension of the hook. In all cases, the positive reinforcement close to the support was compressed, the clamps were not requested in tension as expected and did not influence the result. It is concluded that there is an overestimation of this reinforcement by the normative criteria, since it is not considered a reduction of it when there is a negative moment in the joint. The strut and tie models showed good correlation with the numerical values, indicating values in favor of safety for the negative moments in the joint. Keywords: Beam-column joint. Anchorage. Numerical modeling. Strut and tie model.

Orientador: Paulo Roberto Gardel Kurka Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica Resumo: Ambientes de difícil acesso como penhascos e terrenos com declives podem ser explorados por meio de veículos com manipuladores do tipo vigas flexíveis de grandes deformações e com seção transversal variada. O mecanismo de modificação da geometria da viga consiste em sua deformação através de um cabo preso em sua extremidade, que é tracionado pela ação de um servo motor. A alta flexibilidade deste tipo de manipulador o torna sujeito a grandes vibrações causadas pelo ambiente e pelo movimento do veículo que o transporta. Para estabilizar e minimizar os efeitos dos distúrbios nesse tipo de manipulador, propõe-se um controle de vibração robusto baseado no algoritmo H?, aplicado ao motor e cabo de tração. O ganho do controle é calculado com o auxílio de um modelo dinâmico da viga, composto de um pequeno número de elementos finitos adaptativos. O modelo dinâmico da viga baseia-se em uma configuração de sua deflexão estática, que é calculada por meio de equações diferenciais não lineares. Os resultados das simulações numéricas e implementações experimentais da estratégia de controle proposta apresentam atenuações na amplitude da vibração da ponta da haste ao sofrer uma brusca variação de posição e uma diminuição de 70% do tempo de estabilização quando submetida a uma entrada impulso no corpo da estrutura do manipulador Abstract: Difficult access environments such as cliffs sides and terrain with slopes can be explored by means of vehicles with manipulators whose structure is based on flexible beams with large deformations and varied cross-section. The mechanism for modifying the geometry of the beam consists of its deformation through a cable attached at its end, which is driven by the action of a servo motor. The high flexibility of this type of manipulator makes it subject to great vibrations caused by the environment and the movement of the vehicle that carries it. To stabilize and minimize the effects of disturbances in this type of manipulator, we propose a robust vibration control based on the H? algorithm, applied to the motor and traction cable. The gain of the control is calculated from a dynamic beam model composed of a small number of adaptive finite elements. The dynamic beam model geometry is based on a configuration of its static deflection, which is calculated by nonlinear differential equations. The results of the numerical simulations and experimental implementations of the proposed control strategy show attenuations in the amplitude of the vibration of the rod tip when undergoing a sudden variation of position, and a reduction of 70% of the stabilization time when subjected to a pulse input in the body of the manipulator structure Doutorado Mecânica dos Sólidos e Projeto Mecânico Doutora em Engenharia Mecânica CNPQ 141488/2013-1