INGENIERIA ESTRUCTURAL

Autor: MARTINEZ CASTEJON PEDRO JESUS.
Año: 2003.
Universidad: POLITÉCNICA DE CARTAGENA.
Centro de lectura: INGENIEROS INDUSTRIALES.
Centro de realización: ETSII CARTAGENA.

Resumen: El objetivo de esta tesis es proponer un nuevo método para el diseño óptimo simultáneo de topología y gometría de estructuras articuladas, sometidas a un estado de cargas, con restricciones de tensión, de área minima, de esbeltez y de pandeo de elementos. En la tesis se han analizado, implementado y comparado los siguientes métodos del universo estructural (ground structure): stress-ratio, dela compliance, de Pedersen, de Achtziger y de búsqueda exhaustiva. Como alternativa a los métodos de universo estructural, en la tesis se propone un método basado en técnicas de crecimiento, y se han resuelto varios ejemplos para validarlo y para compararlo con los métodos del universo estructuraL.Así mismo, el método se ha aplicado a la resolución de problemas de diseño óptimo de topología en otros campos, tales como el método de bielas y tirantes para estructuras de hormigón armado y la optimización de topología y geometría de mecanismos. Todos los métodos se han implementado en una aplicación informática propia(TTO), desarrollada en C++. En función de los resultados de las tesis se concluye que el procedimiento propuesto es más sencillo de aplicar, tiene un coste computacional menor, y produce estructuras más ligeras y fáciles de construir que los métodos del universo estructural.

Autor: TORRADO MARTINEZ MANUEL SANTIAGO.
Año: 2003.
Universidad: POLITÉCNICA DE CARTAGENA.
Centro de lectura: INGENIEROS INDUSTRIALES.
Centro de realización: ETS INGENIEROS INDUSTRIALES DE LA UPCT.

Resumen: Frente a las técnicas tradicionales de diseño por prueba y error, en las que la figura del diseñador es clave en todo el proceso de análisis, desde el diseño conceptual al diseño de detalle, pasando por la validación del análisis y rediseño, se presenta el diseño óptimo, en el que la figura del diseñador es sustituida por el ordenador en las fases de validación del análisis y de rediseñó, y en muchos casos, en la fase de diseño inicial. Siguiente esta línea, el objetivo de esta tesis es proponer unos procedimientos, sencillos y eficientes, para el análisis y diseño óptimo de secciones de hormigón armado, con forma arbitraría y cualquier distribución de armado, sometidas a solicitaciones normales. También se propone un procedimientos para el diseño óptimo de elementos estructurales, optimizáción el armado longitudinal y el armado a cortante, así como las dimensiones y forma de la sección transversal del elemento. Los procedimientos propuestos han sido implementados en una aplicación informática, denominada disha (diseño interactivo de secciones de hormigón armado).

Autor: JARA DIAZ MANUEL.
Año: 2003.
Universidad: POLITÉCNICA DE CATALUÑA.
Centro de lectura: SALA DE GRADOS. ETSECCPB.
Centro de realización: EDIFICI C1 Campus NORD.

Resumen: A pesar de los avances recientes en la ingeniería sísmica, la vulnerabilidad de los puentes frente a los sismos queda de manifiesto al observar los daños que han sufrido este tipo de estructuras durante los últimos temblores importantes ocurridos en el mundo. Esto ha puesto de manifiesto la incapacidad de las recomendaciones de diseño utilizadas hasta la fecha para hacer frente a los efectos de dichos sismos. Una de las estrategias que se han adoptado para mitigar el problema consiste en la modificación de los criterios de diseño. Con estos criterios se pretende que el diseñador tenga un mayor control sobre el nivel de daño que puede experimentar la estructura, para los distintos niveles de intensidad sísmica que tienen una probabilidad no despreciable de ocurrir en la región. Los nuevos criterios de diseño quedan enmarcados dentro de la filosofía conocida como âDiseño por Desempeñoâ, dentro de los cuales se encuentra el âDiseño Basado en Desplazamientosâ. El objetivo principal de la tesis consiste en proponer un procedimiento de diseño de puentes, que permita controlar el nivel de daño sobre las pilas de hormigón, mediante el control de los desplazamientos laterales del sistema. Como los sistemas de aislamiento de base son utilizados cada vez con mayor frecuencia en el diseño de puentes localizados en zonas con una importante actividad sísmica, la metodología de diseño que se propone está orientada a puentes con aisladores de base que disipen energía a través de los desplazamientos, en particular, para apoyos de neopreno con núcleo de plomo, pues son estos aisladores de base son los que se utilizan con mayor frecuencia. En la primera parte de la tesis se presentan las justificaciones para la adopción de un criterio de diseño con base en desplazamientos, y se describe, en forma breve, cada una de las etapas que constituyen el procedimiento de diseño para puentes con aisladores de base. Posteriormente se establece el número de estados límite que se recomienda para el diseño de puentes con aislamiento sísmico, y se desarrollan expresiones para determinar los valores máximos de la deformación tangencial de los aisladores, así como la rotación máxima de la base de las pilas. Una de las etapas del procedimiento que se recomienda, consiste en la definición de la rigidez y el amortiguamiento equivalente del sistema; para ello, en este trabajo se proponen expresiones para definir los parámetros equivalentes de los aisladores de base, y se comparan con los valores especificados en la normativa vigente y con los que se encuentran en la literatura existente. Se concluye que las expresiones propuestas mejoran la capacidad de estimación de los correspondientes valores no lineales. Una vez definida la metodología de diseño, se describe el procedimiento detallado para el caso de puentes que puedan ser modelados como sistemas de un grado de libertad. La fuerza cortante y los desplazamientos que se obtienen con el modelo propuesto se comparan con los resultados que se obtienen con análisis no lineales. Al final del capítulo se presenta un ejemplo completo del procedimiento. La última parte de la tesis está dedicada a la extensión de la metodología de diseño al caso de puentes de varios vanos con tablero continuo. El procedimiento se valida mediante su comparación con los resultados de análisis no lineales, para puentes con diferentes condiciones de irregularidad, y se establecen las limitaciones del modelo. Al final se ofrecen las conclusiones del estudio, y se presenta un panorama de las líneas de investigación que en el futuro pueden contribuir al desarrollo de los procedimientos de diseño sísmico de puentes con aislamiento de base.

Autor: ORTA RIAL MARÍA BELÉN.
Año: 2004.
Universidad: POLITÉCNICA DE MADRID.
Centro de lectura: ESCUELA TECNICA SUPERIOR DE ARQUITECTURA DE MADRID.
Centro de realización: ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE ARQUITECTURA DE MADRID.

Autor: GONZÁLEZ MARTÍNEZ M. PLACERES.
Año: 2004.
Universidad: OVIEDO.
Centro de lectura: ESCUELA POLITÉCNIA SUPERIOR DE INGENIERÍA DE GIJÓN.
Centro de realización: ESCUELA POLITÉCNICA SUPERIOR DE INGENIERÍA DE GIJÓN.

Resumen: El interés por la fiabilidad de las estructuras de edificios de importancia (hospitales, centros de telecomunicación, etc. ) tras un terremoto ha ido aumentando en los últimos años, sobre todo tras descubrirse edificios dañados por los últimos seísmos que, aparentemente, estaban intactos y que, además, habían sido diseñados según las normas más modernas. Se hace entonces necesario el desarrollo de métodos de monitorizado estructural que permitan disponer de un diagnóstico rápido del edificio para tomar las decisiones adecuadas, sobre todo cuando no hay daño aparente. En la presente tesis se desarrolla una metodología que permite identificar el nivel de año por zonas en un edificio inmediatamente después de un terremoto. Esta metodología, utiliza información modal procedente de los sensores colocados en la estructura junto con redes neuronales para dar un índice de daño, teniéndose en cuenta las variaciones de masa de la estructura con el tiempo. Los datos para el entrenamiento de las redes se obtienen de un modelo de elementos finitos que se ajusta a las variables disponibles para garantizar la unicidad. Se propone un método basado en frecuencias naturales y otro que además incluye modos y para cada uno se realiza una simulación numérica de la metodología en un edificio de oficinas, tratando a las variables de salida de forma estadística. Se analizan los resultados del ajuste de las redes, la sensibilidad de algunas variables y la influencia de los errores de estimación modal en la predicción del índice de daño. Los resultados muestran una buena precisión de los dos métodos, con buen ajuste de las variables en casi todos los casos, que se traduce en buenos resultados del índice de daño estimado. El análisis de sensibilidad pone de manifiesto la crucial importancia de las variaciones de masa y el ajuste de la rigidez de los pilares para conseguir resultados fiables. El análisis de la transmisión de los errores pone de manifiesto una gran influencia de los errores modales en el segundo método que exigen una precisión en las variables características muy alta. Para el primer método, sin embargo, se aceptan errores de un 0,4% en las frecuencias naturales sin que los resultados se vean significativamente alterados. La metodología parece prometedora para predecir daño sísmico global en edificios críticos.

Autor: BELMONTE SÁNCHEZ MIGUEL ÁNGEL.
Año: 2005.
Universidad: INTERNACIONAL DE CATALUÑA.
Centro de lectura: U.INTERNACIONAL DE CATALUNYA.
Centro de realización: UNIVERSITAT INTERNACIONAL DE CATALUNYA-CAMPUS BARCEÑPMA.

Autor: CLEMENTE ORTEGA ROBERTO.
Año: 2006.
Universidad: POLITÉCNICA DE CATALUÑA.
Centro de lectura: UNIVERSITAT POLIT.
Centro de realización: C2 Àrea Acadèmica NORD.

Resumen: En el presente trabajo se plantea la formulación de un modelo numérico capaz de analizar el comportamiento estructural de edificios históricos de obra de fábrica. En primer lugar se estudia el comportamiento de este material, así como las particularidades que se encuentran en las construcciones antiguas. Como caso de referencia se toma la Catedral de Mallorca, de la que se dispone de información proveniente de una campaña de monitorización llevada a cabo recientemente, así como de diversos análisis estructurales elaborados por diferentes autores. El modelo de análisis propuesto se basa en el Método de los Elementos Finitos. Dicho modelo contempla la no linealidad material y geométrica (grandes desplazamientos y pequeñas deformaciones), así como la activación/desactivación de elementos durante el cálculo para la simulación del proceso constructivo del edificio. Los modelos constitutivos empleados son el de viscoelasticidad para la simulación de los efectos reológicos (fluencia), y el modelo de daño distribuido tracción/compresión para simular la degradación del material. Asimismo, se plantea el problema de la simulación numérica de fisuras localizadas. Se propone como solución un algoritmo de rastreo, empleado en combinación con el modelo de daño distribuido. Esta combinación se denomina modelo de daño localizado. El procedimiento consiste en un sistema de etiquetas o flags para distinguir dos tipos de elementos finitos en cada paso de carga: aquellos que serán susceptibles al daño y aquellos que no lo serán. Los criterios para definir esta separación dependen de la magnitud y de la dirección de las tensiones principales de tracción en cada elemento. Así, por cada fisura se crea una ruta o track de elementos que usarán el modelo constitutivo de daño, mientras que el resto de los elementos tiene comportamiento elástico lineal. En este trabajo su implementación se limita a casos bidimensionales con elementos triangulares de tres nodos. El proceso de validación del modelo se lleva a cabo mediante la comparación con resultados experimentales de diversos casos, como tracción simple, fractura en modo mixto y flexión. Asimismo, se hace un profundo análisis de un arco semicircular con carga asimétrica, para evaluar el alcance y las limitaciones del método. Finalmente, el modelo se aplica al análisis estructural de la Catedral de Mallorca. Se realizan varios análisis tridimensionales sobre un pórtico tipo, en los que se estudian los efectos del proceso constructivo y de la fluencia del material, con el modelo de daño distribuido. Luego se analiza la estructura con un modelo bidimensional equivalente, para aplicar el modelo de daño localizado propuesto. Se comparan los resultados obtenidos con ambos modelos, y se realizan varios análisis de sensibilidad frente a diversos parámetros materiales. Por último, se estudia la Catedral frente a cargas sísmicas, simulando la presencia de unos refuerzos metálicos en la base de las bóvedas laterales.