Cálculo simplificado de flechas instantáneas y diferidas en elementos a flexión de hormigón armado

Actualmente, el cálculo de las deformaciones se ha convertido en uno de los aspectos claves en el diseño de piezas de hormigón armado, principalmente a causa de la reducción en el espesor de losas y el aumento de las longitudes de vano. A los efectos visuales negativos que el incremento de flechas origina se deben sumar los daños en tabiques u otro tipo de elementos no estructurales, siendo estos los problemas más comunes relacionados con las deformaciones. Los métodos de cálculo no lineales basados en un análisis paso a paso en el tiempo, de elementos lineales tipo viga, permiten determinar con rigor las curvaturas seccionales. La deformación total del elemento se obtiene mediante la integración numérica de todas las curvaturas seccionales a lo largo del elemento. Estos métodos debido a los requerimientos de tiempo y conocimiento necesarios, no suelen ser utilizados en diseño. Métodos simplificados, correctamente ajustados, son generalmente las herramientas incorporadas en las normativas a fin de realizar las verificaciones de los estados límites de servicio. Las deformaciones instantáneas están directamente relacionadas con la rigidez del elemento, por ello cuando las cargas de servicio producen fisuración en la pieza, los sistemas de análisis deben ser más precisos. Las deformaciones a largo plazo, especialmente las producidas en piezas fisuradas o esbeltas de hormigón armado, pueden causar daños en elementos no estructurales, debiendo ser estimadas con mayor precisión en la fase de diseño. La respuesta de una pieza fisurada a lo largo del tiempo, es compleja, ya que los fenómenos de fluencia y retracción conllevan modificaciones de la posición del eje neutro de la pieza, y la curvatura diferida se ve significativamente afectada por las cuantías de armadura dispuestas a tracción y compresión. En este trabajo, se proponen dos métodos simplificados para el cálculo de las deformaciones instantáneas y diferidas en elementos sometidos a flexión, los cuales están basados en el comportamiento mecánico de elementos de hormigón armado, incorporan de forma explícita, los parámetros más importantes que gobiernan el comportamiento instantáneo y el diferido de éstos. Para los métodos simplificados de cálculo de flechas diferidas, se considera que bajo carga sostenida la tensión en la armadura de tracción es constante, de acuerdo con lo observado experimentalmente y los resultados obtenidos de la simulación numérica de secciones fisuradas en el tiempo. Los resultados en las dos fórmulas simplificadas propuestas, se ajustan muy bien con aquellos obtenidos en análisis no lineal, realizado sobre un gran número de vigas virtuales. También se han obtenido resultados satisfactorios, para el método simplificado de cálculo de deformaciones a largo plazo, comparándolo con los resultados existentes de 217 ensayos realizados en vigas bajo carga sostenida, disponibles en la bibliografía

The compression chord capacity model for the shear design and assessment of reinforced and prestressed concrete beams

This is the accepted version of the following article: [Cladera, A., Marí, A., Bairán, J. M., Ribas, C., Oller, E. and Duarte, N. (2016), The compression chord capacity model for the shear design and assessment of reinforced and prestressed concrete beams. Structural Concrete, 17: 1017–1032. doi:10.1002/suco.201500214], which has been published in final form at http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/suco.201500214/fullA simplified mechanical model is presented for the shear strength prediction of reinforced and prestressed concrete members with and without transverse reinforcement, with I, T or rectangular cross-section. The model, derived with further simplifications from a previous one developed by the authors, incorporates the contributions of the concrete compression chord, the cracked web, the dowel action and the shear reinforcement in a compact formulation. The mechanical character of the model provides valuable information about the physics of the problem and incorporates the most relevant parameters governing the shear strength of structural concrete members. The predictions of the model fit very well the experimental results collected in the ACI-DAfStb databases of shear tests on slender reinforced and prestressed concrete beams with and without stirrups. Due to this fact and the simplicity of the derived equations it may become a very useful tool for structural design and assessment in engineering practice.Peer ReviewedPostprint (author's final draft

Investigación e innovación en puentes y torres eólicas prefabricadas de hormigón pretensado

Se presenta la investigación teórica y experimental realizada por los autores durante los últimos años en colaboración con empresas de prefabricación y de aerogeneradores, que ha dado lugar a nuevos tipos estructurales de puentes y torres eólicas de hormigón pretensado, con excelentes prestaciones estructurales, estéticas, resultando además económicamente competitivas. Se muestran algunas obras realizadas a partir de los conceptos desarrollados, destacando entre ellas puentes prefabricados continuos de medias y grandes luces así como la primera torre eólica prefabricada de hormigón totalmente postensada construida en el mundo, con una altura de 120 m y rotores de 60 m de longitud, para un aerogenerador de alta potencia (5 MW)

Punching strength of reinforced concrete slabs subjected to in-plane tensile forces

Se presentan los resultados de un estudio teórico y experimental de la resistencia a punzonamiento de placas sometidas a tracciones en su plano. Se han ensayado 10 losas de 1,65 x 1,65 x 0,12 metros, con dos cuantías diferentes de armadura, apoyadas en ocho puntos, sometidas a diversos niveles de tracción. Se observó que la carga última disminuye linealmente con la tracción aplicada, si bien, a partir de la plastificación de la armadura de flexión longitudinal, esta reducción es mayor. Las predicciones mediante modelos numéricos y mediante el modelo mecánico CCCM de resistencia a punzonamiento proporcionaron una excelente concordancia con los resultados experimentales.Los autores desean agradecer la financiación recibida del Ministerio de Ciencia e Innovación y de los Fondos Europeos de Desarrollo Regional (FEDER) a través del proyecto “Evaluación de la capacidad resistente frente a esfuerzos tangentes de estructuras de hormigón mediante modelos mecánicos para la extensión de su vida útil” BIA2015-64672-C4-1-R . Así mismo desean agradecer el apoyo del director del Laboratorio de Tecnología de Estructuras y Materiales de la UPC, de los técnicos y de los estudiantes de Master Magí Domingo y Laura Beltrán, quienes han contribuido a la realización de esta campaña experimental.Postprint (published version

Comparación de resultados obtenidos en el proyecto de estructuras de hormigón aplicando la Instrucción EHE-08 y el Eurocódigo 2

La Instrucción Española de Hormigón Estructural EHE-08 fue el resultado de una profunda revisión de la anterior Instrucción EHE-98, sobre la que se realizaron numerosas modificaciones orientadas a adaptar la Instrucción al actual marco normativo europeo y al actual estado del conocimiento, promover la mejora de la calidad de las obras sin sobrecostes injustificados y contribuir al desarrollo sostenible. En dicho contexto, se realizó un trabajo orientado a comparar los resultados de aplicar la Instrucción EHE-08 y el Eurocódigo EC-2 al proyecto de diferentes estructuras. Se estudiaron seis tipos estructurales, que se consideran representativos de las obras de hormigón estructural más frecuentes en España y que además cubren un amplio espectro de las técnicas de construcción estructural (hormigón armado y hormigón pretensado con armaduras pretesas y postesas, construcción prefabricada y construcción in situ, estructuras de edificación y de obra pública).Postprint (published version

Punching and shear tests on an old reinforced concrete bridge over the Anoia river in Gelida

Se presentan los estudios llevados a cabo sobre el tablero de un puente de hormigón armado, construido en 1929 en Gelida (Barcelona) sobre el río Anoia, formado por 11 vanos isostáticos de 10,5 m de luz, con vigas sección en ¿, armadas con barras lisas levantadas y cercos. Se han realizado ensayos de cortante sobre vigas en T y de punzonamiento en la losa superior, así como predicciones teóricas de los resultados experimentales. La estructura ha mostrado gran resistencia frente a solicitaciones tangentes y gran rigidez, pese a la heterogeneidad del hormigón, del uso de barras lisas y de la presencia de corrosión local, satisfaciendo los requisitos de seguridad y aptitud al servicio establecidos en las normativas actuales.Este trabajo se ha desarrollado en el contexto del proyecto BIA2015-64672-C4-1-R, financiado por el Ministerio de Economía y Competitividad de España. La Diputación de Barcelona, ha facilitado las vigas ensayadas, así como su corte, manipulación en obra y transporte al laboratorio. El equipo de la UPC agradece enormemente la colaboración de la ingeniera de la Diputación de Barcelona, Maria Josep Palau, de los ingenieros de la empresa constructora Pasquina y de la Dirección de Obra, Sergi Font y José Escudero, entre otros, por su inmensa ayuda, así como a los técnicos del Laboratorio de Tecnología de Estructuras y Materiales de la UPC, Carlos Hurtado, Jordi Cabrerizo y Robert McAloon, por su dedicación y entrega. Finalmente, se agradece a los estudiantes Felipe Baba, Alberto Sarmiento y Raúl Salinas quienes han desarrollado su tesis de Máster en el contexto de este proyecto.Postprint (published version

Relationship of Weather Types on the Seasonal and Spatial Variability of Rainfall, Runoff, and Sediment Yield in the Western Mediterranean Basin

Rainfall is the key factor to understand soil erosion processes, mechanisms, and rates. Most research was conducted to determine rainfall characteristics and their relationship with soil erosion (erosivity) but there is little information about how atmospheric patterns control soil losses, and this is important to enable sustainable environmental planning and risk prevention. We investigated the temporal and spatial variability of the relationships of rainfall, runoff, and sediment yield with atmospheric patterns (weather types, WTs) in the western Mediterranean basin. For this purpose, we analyzed a large database of rainfall events collected between 1985 and 2015 in 46 experimental plots and catchments with the aim to: (i) evaluate seasonal differences in the contribution of rainfall, runoff, and sediment yield produced by the WTs; and (ii) to analyze the seasonal efficiency of the different WTs (relation frequency and magnitude) related to rainfall, runoff, and sediment yield. The results indicate two different temporal patterns: the first weather type exhibits (during the cold period: autumn and winter) westerly flows that produce the highest rainfall, runoff, and sediment yield values throughout the territory; the second weather type exhibits easterly flows that predominate during the warm period (spring and summer) and it is located on the Mediterranean coast of the Iberian Peninsula. However, the cyclonic situations present high frequency throughout the whole year with a large influence extended around the western Mediterranean basin. Contrary, the anticyclonic situations, despite of its high frequency, do not contribute significantly to the total rainfall, runoff, and sediment (showing the lowest efficiency) because of atmospheric stability that currently characterize this atmospheric pattern. Our approach helps to better understand the relationship of WTs on the seasonal and spatial variability of rainfall, runoff and sediment yield with a regional scale based on the large dataset and number of soil erosion experimental stations

COVID-19 symptoms at hospital admission vary with age and sex: results from the ISARIC prospective multinational observational study

Background: The ISARIC prospective multinational observational study is the largest cohort of hospitalized patients with COVID-19. We present relationships of age, sex, and nationality to presenting symptoms. Methods: International, prospective observational study of 60 109 hospitalized symptomatic patients with laboratory-confirmed COVID-19 recruited from 43 countries between 30 January and 3 August 2020. Logistic regression was performed to evaluate relationships of age and sex to published COVID-19 case definitions and the most commonly reported symptoms. Results: ‘Typical’ symptoms of fever (69%), cough (68%) and shortness of breath (66%) were the most commonly reported. 92% of patients experienced at least one of these. Prevalence of typical symptoms was greatest in 30- to 60-year-olds (respectively 80, 79, 69%; at least one 95%). They were reported less frequently in children (≤ 18 years: 69, 48, 23; 85%), older adults (≥ 70 years: 61, 62, 65; 90%), and women (66, 66, 64; 90%; vs. men 71, 70, 67; 93%, each P < 0.001). The most common atypical presentations under 60 years of age were nausea and vomiting and abdominal pain, and over 60 years was confusion. Regression models showed significant differences in symptoms with sex, age and country. Interpretation: This international collaboration has allowed us to report reliable symptom data from the largest cohort of patients admitted to hospital with COVID-19. Adults over 60 and children admitted to hospital with COVID-19 are less likely to present with typical symptoms. Nausea and vomiting are common atypical presentations under 30 years. Confusion is a frequent atypical presentation of COVID-19 in adults over 60 years. Women are less likely to experience typical symptoms than men