Análisis de la influencia de sulfatos y cloruros en el deterioro de estructuras en concreto en zonas costeras del atlántico colombiano

Trabajo de investigaciónEl presente trabajo muestra los resultados de la investigación teórico experimental desarrollada, en la cual se realizó una revisión documental y se aplicaron pruebas de laboratorio, con fin de analizar el comportamiento del concreto estructural sometido a ataques de cloruros y sulfatos, presentes en la composición del agua marítima en los ambientes de tres ciudades de la región caribe colombiana, a una temperatura promedio característica de esta zona, haciendo un análisis comparativo con el cual se determinó en qué ciudad se pueden presentar mayores niveles de deterioro del concreto utilizado para estructuras, por la incidencia sulfatos y cloruros.INTRODUCCIÓN 1. GENERALIDADES 2. ESTIMACIÓN DE CLORUROS Y SULFATOS Y ANÁLISIS DE TEMPERATURAS DE ZONAS A ESTUDIAR 3. CARACTERIZACIÓN DE MATERIALES PARA PRUEBAS DE ESTUDIO 4. DISEÑO DE MEZCLA MÉTODO ACI 211 5. DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA A COMPRESIÓN PARA MUESTRAS REALIZADAS EN LABORATORIO 6. CONCLUSIONES 7. RECOMENDACIONES BIBLIOGRAFÍA ANEXOSPregradoIngeniero Civi

Refuerzo a cortante de vigas de hormigón armado con tejidos y matrices base cemento. Análisis y comparativa

El principal objetivo de la presente investigación es realizar un estudio comparativo sobre la capacidad de diversos tipos de TRM actuando como refuerzo a cortante en vigas de hormigón armado de características actuales1. Para lograr este propósito, se han definido unos objetivos parciales que servirán de guía en todo el proceso de elaboración y realización de la investigación.Postprint (published version

Influencia de los distintos tratamientos superficiales de las barras de fibra de carbono en su comportamiento adherente con el hormigón

En los últimos años, debido al elevado coste de la reparación de las estructuras de hormigón armado con acero por el efecto de la corrosión, se ha tomado conciencia de la necesidad de utilizar nuevos materiales sustitutivos de las barras de acero corrugado. Estos materiales deben garantizar la seguridad y las condiciones de servicio, estéticas y funcionales de la estructura durante el periodo de vida útil para el cual fue diseñado. En la búsqueda de nuevos materiales que sustituyan a las barras de acero corrugado, aparecen hace pocos años las barras de polímero reforzado con fibras carbono (CFRP). Este tipo de materiales es más ligero, posee una resistencia a tracción superior a las barras de acero y, además, solucionan el problema de la corrosión. Antes de introducir este nuevo tipo de barras es necesaria la comprobación de la adherencia con el hormigón en las distintas condiciones térmicas a las que se encuentran expuestas las estructuras, debido a que éste es uno de los parámetros más importantes en el diseño de la estructura. Además, de ser una de las hipótesis en las que se basan las normativas actuales de diseño de estructuras de hormigón armado. Este trabajo estudia el comportamiento adherente entre las barras de CFRP y el hormigón en diferentes condiciones térmicas. Para ello, se lleva a cabo una campaña de 175 ensayos experimentales de pullout. Estos ensayos se realizan en condiciones térmicas de Hielo/Deshielo, 5 ºC, 20 ºC, 40 ºC y 80 ºC, tanto en barras de CFRP con tratamientos superficiales de arenado, texturizado y corrugado, como en barras de acero corrugado. Previamente a la realización de los ensayos experimentales de pullout, se realizan 21 ensayos de diámetro equivalente y 21 ensayos de tracción longitudinal en ambos tipos de barras. Además, en las barras de CFRP se realizan ensayos complementarios de análisis termogravimétrico (TGA), de calorimetría diferencial de barrido (DSC) y microdureza. Al mismo tiempo, se obtienen imágenes con microscopia óptica, microscopia electrónica de barrido (SEM) y microscopia de fuerza atómica (AFM) de las muestras ensayadas a pullout. Los resultados obtenidos muestran que los diferentes tratamientos superficiales de las barras de CFRP, que a diferencia del acero no se encuentran estandarizados, movilizan distintos mecanismos adherentes y modifican el comportamiento adherente de las barras de CFRP, siendo el tratamiento de corrugado el único que produce una adherencia similar a las barras de acero corrugado. Además, se comprueba que las condiciones térmicas afectan de forma diferente a los distintos tipos de barras de CFRP.Calvet Rodríguez, V. (2014). Influencia de los distintos tratamientos superficiales de las barras de fibra de carbono en su comportamiento adherente con el hormigón [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/38100TESI

Estado del arte de la incidencia de los polímeros en el diseño de mezcla del concreto. Estudio a nivel mundial

Trabajo de InvestigaciónSe indagó, recopiló y analizó información a nivel mundial sobre la incidencia que tienen los polímeros al ser aplicados en la mezcla del concreto. La documentación encontrada de estudios realizados en la incidencia de polímeros en el concreto arroja diversos puntos de vista, los cuales genera preguntas para sus aplicaciones, reafirmando así la calidad del concreto y un gran avance adicionando polímeros a la mezcla. Las investigaciones consultadas realizaron ensayos para encontrar la mejor y más adecuada manera de perfeccionar las propiedades mecánicas y características del concreto para así aumentar la resistencia a compresión y tensión, mejorar la consistencia, homogeneidad, dureza, colocación, manejabilidad, durabilidad, humedad, etc. Estas diversas propiedades generan análisis escalonados, y surge a estos interrogantes, la aplicación de los polímeros tanto naturales como sintéticos de una manera constante a una mezcla de concreto. Los polímeros se han trabajado, estudiado y ensayado, por eso este documento muestra algunos avances en las investigaciones a nivel mundial, sobre el uso de polímeros en el concreto.PregradoIngeniero Civi

Desempeño sísmico de una vivienda aporticada de cuatro niveles con el sistema de reforzamiento encamisado de concreto en Lima- Lima- San Borja, 2021

El presente trabajo denominado “Desempeño Sísmico de una Vivienda Aporticada de Cuatro Niveles con el sistema de reforzamiento encamisado de concreto en Lima- Lima- San Borja, 2021”, cuyo objetivo del presente trabajo de investigación es determinar el desempeño sísmico de una Vivienda Aporticada de Cuatro Niveles con el sistema de reforzamiento encamisado de concreto en Lima- Lima- San Borja. Basado en la Norma peruana Sismorresistente E-030. El proyecto seleccionado corresponde a una vivienda multifamiliar de cuatro pisos con el sistema tipo pórtico en ambas direcciones. Se aplicó las técnicas no destructivas como la esclerometría donde se obtuvo la resistencia del concreto de las columnas y vigas. Después de completar los procedimientos en el sitio, se usó el software ETABS v18 para modelar la estructura, considerando una estructura reforzada con revestimiento de hormigón. El resultado obtenido del diamante tiene una resistencia a la compresión promedio de f'c = 200 kg / cm2. Como en la zona costera es una zona vulnerable al sismo, se planteó la propuesta de refuerzo estructural, así como de revestimientos de hormigón, que utilizaron determinados elementos estructurales sin dañar la parte arquitectónica del edificio multifamiliar. Los resultados obtenidos a través de la modelación nos dicen que al ensanchar la columna en la dirección x se ha logrado un aumento significativo en el nivel de desempeño sísmico relacionado con la rigidez lateral. Por último, se concluyó que el reforzamiento estructural de encamisado de columnas proporciona una adecuada rigidez a la estructura, y de esa manera cumplir las exigencias de la Norma Sismorresistente E.030 vigente

Análisis del comportamiento estructural del bambú del tipo "Guadúa Angustifolia Kunth" como material de construcción en sustitución del hormigón armado

En el presente trabajo de titulación se busca realizar el análisis estructural del bambú del tipo “guadua angustifolia kunth” como material de construcción frente al comportamiento del hormigón armado en una vivienda de interés social de dos pisos conformada por ocho departamentos. Los diseños de los elementos estructurales tanto en bambú como en hormigón armado deberán cumplir con los criterios de resistencia, rigidez y sismorresistencia de acuerdo a lo establecido en los diferentes capítulos de la Norma Ecuatoriana de la Construcción (NEC 2015) que se aplican actualmente en el Ecuador. Particularmente, para los diseños respectivos en bambú, además de regirse a lo estipulado en la Norma Ecuatoriana para Estructuras de Guadúa (NEC-SE-GUADUA), se han tomado en consideración manuales y normas establecidas por otros países de Latinoamérica como Perú, Colombia y México, debido a su experiencia en construcción con este material. Adicionalmente, se ha considerado necesario sugerir una “unión tipo” para los elementos en bambú debido a su importancia para la transmisión de esfuerzos de la estructura. La comparación entre los sistemas constructivos a analizar resulta necesaria para conocer y aplicar materiales no convencionales en la vida profesional.This titling work seeks to carry out the structural analysis of bamboo of the type "guadua angustifolia kunth" as a building material against the behavior of reinforced concrete in a two-story social housing made up of eight departments. The designs of the structural elements in both bamboo and reinforced concrete must meet the criteria of strength, rigidity and sismorresistance in accordance with the different chapters of the Ecuadorian Construction Standard (NEC 2015) currently applied in Ecuador. In particular, for the respective designs in bamboo, in addition to complying with the provisions of the Ecuadorian Standard for Structures of Guadúa (NEC-SE-GUADUA), manuals and standards established by other Latin American countries such as Peru have been taken into consideration, Colombia and Mexico, due to their experience in construction with this material. In addition, it has been considered necessary to suggest a "type union" for elements in bamboo due to its importance for the transmission of stresses of the structure. Comparison between the construction systems to be analyzed is necessary to know and apply unconventional materials in professional life

Evaluación del desempeño de estructuras de hormigón en frente a incendio y sismo

Quan es produeix un terratrèmol, la probabilitat d'un incendi dins d'un edifici és alta. A causa dels danys causats per un terratrèmol en un edifici, els sistemes actius d'extinció d'incendis, com els ruixadors, podrien ser afectats, pel que el foc dins d'un edifici trigarà molt més temps a ser controlat. Això pot conduir al ràpid col·lapse de l'estructura a causa del dany parcial inicial.Normalment, les estructures de formigó armat es dissenyen sota condicions sísmiques i de foc de forma independent, i a través de l'enfocament de "Deemed to-Satisfy Design". Per tant, les estructures podrien ser massa febles per a resistir una acció conjunta dels esdeveniments d'ambdós accidents, col·lapsant-se molt abans del que s'espera.A causa d'això, l'interès sorgeix en un estudi multirisc d'aquests esdeveniments d'accidents a través de l'enfocament de "Disseny basat en el rendiment". El treball de la present tesi investiga com els diferents nivells sísmics que ocorren inicialment afecten la resistència al foc d'una estructura de formigó armat.Per investigar aquests efectes, es realitza l'anàlisi de diferents estudis de casos, utilitzant diferents escenaris de foc i nivells de rendiment sísmic, a través de fallades locals o falles globals de l'estructura. Tot això es fa a través d'un programari d'anàlisi d'elements finits no lineals, que permet simular una anàlisi seqüencial, començant amb una anàlisi de gravetat, seguit d'una anàlisi sísmica i finalment una anàlisi termo-mecànica.Cuando ocurre un evento sísmico, la probabilidad de que se ocasione un incendio es alta. Debido a los daños que ocasiona un sismo en una edificación, los sistemas activos contraincendios, como los rociadores, podrían verse afectados, por lo cual, el incendio dentro de la edificación tomará mucho más tiempo para poder ser controlado. Esto puede conllevar al colapso rápido de la estructura debido al daño parcial inicial que tiene la estructura. Normalmente las estructuras de hormigón armado son diseñadas bajo las condiciones de sismo y fuego de manera independiente, y a través de enfoques de diseño prescriptivos. Por lo que, las estructuras podrían ser muy débiles para resistir una acción conjunta de ambos eventos accidentales, llegando a colapsar mucho antes de lo previsto. Debido a esto surge el interés en un estudio multirriesgo de estos eventos accidentales a través de un enfoque de diseño basado en desempeño. El presente trabajo de tesis investiga cómo afecta diferentes niveles de desempeño sísmico ocurridos inicialmente, en la resistencia al fuego de una estructura de hormigón armado. Para investigar estos efectos, se realiza el análisis de diferentes casos de estudios, utilizando distintos escenarios de fuego y niveles de desempeño sísmico, a través de fallos locales o fallos globales de la estructura. Todo esto se realiza a través de un software de elementos finitos de análisis no lineal, el cual permite simular un análisis secuencial; iniciando con un análisis gravitacional, seguido de un análisis sísmico, y finalmente un análisis termo-mecánico.When an earthquake occurs, the probability of a fire inside of a building is high. Due to the damages caused by an earthquake in a building, the active fire-extinguishing systems, such as sprinklers could be affected, whereby, the fire inside of a building will take much longer to be controlled. This can lead to the rapid collapse of the structure due to the initial partial damage. Normally, reinforced concrete structures are designed under seismic and fire conditions independently, and through “Deemed-to-Satisfy Design” approach. Hence, the structures could be too weak to resist a joint action of both accidentals’ events, collapsing much earlier than it is expected. Due to this, interest arises in a multi-risk study of these accidentals’ events through “Performance-Based Design” approach. The present thesis work investigates how different seismic levels that happen initially, affect to the fire resistance of a reinforced concrete structure. To investigate these effects, the analysis of different case studies is performed, using different fire scenarios and seismic performance levels, through local failures or global failures of the structure. All this is done, through a nonlinear finite element analysis software, which allows simulating a sequential analysis, starting with a gravity analysis, followed by a seismic analysis and finally a thermo-mechanical analysis

Análisis de técnicas constructivas con GFRP en diseño y construcción de edificios.

[ES] Durante estas últimas décadas, debido al considerable problema que presentan las estructuras de hormigón armado frente al efecto de la corrosión y el gran coste de las reparaciones por este motivo, se ha incrementado la demanda del uso de otros materiales para la armadura de los sistemas estructurales, por lo que se han realizado investigaciones sobre el uso de materiales innovadores que puedan sustituir a las barras de acero y que puedan cumplir con todas las necesidades que requieren estas estructuras durante su vida útil. El presente Trabajo de Fin de Grado se fundamenta en el estudio de las diferentes técnicas de construcción de las estructuras mediante el uso de las barras de polímero reforzado con fibra de vidrio GFRP (Glass-Fiber Reinforced Polymer), un desarrollo importante en la tecnología del hormigón reforzado. Para ello se van a analizar diferentes estructuras realizadas con este tipo de armado, y se realiza una comparación frente a la construcción tradicional mediante hormigón armado con redondos de acero corrugado. Al mismo tiempo, se analiza el distinto diseño en proyecto y en el proceso de ejecución que tiene implícito este tipo de solución constructiva con GFRP. Por último se analiza el coste de estas soluciones constructivas y se compara con las soluciones tradicionales. Tras el análisis de los datos obtenidos en este trabajo, se obtiene que el uso de las barras de polímero reforzado con fibra de vidrio, es solución alternativa para el reemplazo de las barras de acero en las estructuras, ya que este tipo de barras pueden soportar mayores cargas, debido a que la resistencia a tracción es superior que las barras de acero, sumado a la ventaja de que es un material no corrosivo, por lo que las estructuras ya no tienen la necesidad de futuras reparaciones y garantizan una mayor durabilidad. Por todo esto, este material podría sustituir el uso del acero en los sistemas estructurales de hormigón armado e incluso optimizar el comportamiento de la estructura.[EN] During these last decades, due to the considerable problem presented by reinforced concrete structures against the effect of corrosion and the great cost of repairs for this reason, the demand for the use of other materials for the reinforcement of structural systems has increased. Therefore, research has been carried out on the use of innovative materials that can replace steel bars and that can meet all the needs required by these structures during their useful life. This End of Degree Project is based on the study of the different construction techniques of the structures through the use of GFRP (Glass-Fiber Reinforced Polymer) bars, an important development in reinforced concrete technology. To do this, different structures made with this type of reinforcement will be analyzed, and a comparison will be made with traditional construction using reinforced concrete with corrugated steel rounds. At the same time, the different design in the project and in the execution process implied by this type of construction solution with GFRP is analyzed. Finally, the cost of these construction solutions is analyzed and compared with traditional solutions. After the analysis of the data obtained in this work, it is obtained that the use of the glass fiber reinforced polymer bars is an alternative solution for the replacement of the steel bars in the structures, since this type of bars can support higher loads, due to the fact that the tensile strength is higher than the steel bars, added to the advantage that it is a non corrosive material, so the structures no longer have the need of future repairs and guarantee a higher durability. For all this, this material could replace the use of steel in reinforced concrete structural systems and even optimize the behaviour of the structure.García-España Simó, P. (2020). Análisis de técnicas constructivas con GFRP en diseño y construcción de edificios. Universitat Politècnica de València. http://hdl.handle.net/10251/181429TFG

Diseño de pasarelas de emergencia conformadas por perfiles FRP

En la presente tesina se describe el estudio llevado a cabo para la selección de una tipología y configuración estructural de una pasarela de 30.00 metros de luz y un ancho de 2.00m conformado completamente con perfiles hechos con materiales compuestos a base de resina y fibras sintéticas (FRP) y condicionada a operaciones de desmontaje, para posibilitar su uso como estructura de emergencia. Para ello se ha realizado una amplia investigación bibliográfica sobre el estado del conocimiento en análisis y diseño de estructuras conformadas por este tipo de materiales