Analytical modeling of reinforced concrete columns subjected to bidirectional shear

Under general seismic loading, reinforced concrete columns may be subjected to lateral loads in more than one direction. Available experimental data on columns subjected to bidirectional forces indicate that higher levels of damage and a higher loss of ductility and strength have been observed compared to similar tests under unidirectional shear forces. In this study, an experimental program was conducted in which six lightly reinforced concrete columns were subjected to unidirectional and bidirectional cyclic shear forces. This observation was used to identify the mechanisms and parameters governing the behavior of columns subjected to cyclic bidirectional lateral loads. Hence, a new conceptual model was developed to obtain the capacity of member. The shear forces were analyzed and an analytical formulation was derived to account for the effects in the concrete stress-strain relationship, the moment-curvature diagram and the plastic hinge length. These equations were used along with a structural model with concentrated plastic hinges to obtain the capacity curve of the column. The results of the formulations developed were verified using the results of the experiments performed on columns subjected to unidirectional and bidirectional cyclic lateral forces.Peer ReviewedPostprint (author's final draft

3D FEM model development from 3D optical measurement technique applied to corroded steel bars

Understanding the mechanical effects of the corrosion pits on the steel surface requires an accurate definition of their geometry and distribution along the rebar. 3D optical measurement technique is used to obtain the outer geometry of artificially corroded bars tested under cyclic or monotonic loads. 3D FEM model development from the 3D scanning results were carried out in order to investigate the failure process and local effects on the pits, which are responsible of the variation of the mechanical properties in corroded steel reinforcement. In addition, a validation of a simplified model, which allows the mechanical steel properties determination given an estimated corrosion level, is presented. 3D models were convenient to observe and measure the local effects on the pits.Peer ReviewedPostprint (author's final draft

Influence of time-dependent restrained strains in the shear response of RC frames

The final publication is available at Springer via http://dx.doi.org/10.1617/s11527-016-0875-8Time-dependent strains, when restrained, can lead to important tensile forces and damage, affecting, among other aspects, the shear response and ultimate load carrying capacity of shear-critical RC frames. This paper presents a detailed study of this problematic by means of an extension of a shear-sensitive fibre beam model to time dependent behaviour of concrete. The model is firstly validated with experimental tests on diagonally pre-cracked beams under sustained loads. From these analyses, the contributions of shear distortions and bending curvatures to the total long-term deflection of the beams are discerned. Afterwards, the model is applied to study the influence of restraining strains due to long-term creep and shrinkage in the service and ultimate shear response of frames. In contrast with flexural resistant mechanisms, delayed strains may influence the latter shear resistance of integral structures by reducing the concrete contribution to shear resistance and leading to a sooner activation of the transversal reinforcement. These aspects can be relevant in assessing existing structures and this model, due to its relative simplicity, can be advantageous for practical applications.Peer ReviewedPostprint (author's final draft

Structural effects of steel reinforcement corrosion on statically indeterminate reinforced concrete members

The final publication is available at Springer via http://dx.doi.org/10.1617/s11527-016-0836-2Steel corrosion in reinforced concrete structures produces loss of reinforcement area and damage in the surrounding concrete. As a consequence, increases in deflections, crack widths and stresses may take place, as well as a reduction of the bearing capacity, which depends on the structural scheme and redundancy. In this paper an experimental study of twelve statically indeterminate beams subjected to different levels of forced reinforcement corrosion is presented. Different sustained loads were applied during the corrosion phase to assess their influence on the effects of corrosion. An important increase in deflections was registered in all corroded beams, especially in those subject to higher load levels. It was also found that the rate of corrosion was affected by the load level. Internal forces redistributions due to induced damage were measured. Finally, the experimental results were compared with those predicted by a non-linear time-dependent segmental analysis model developed by the authors, obtaining in general good agreement.Peer ReviewedPostprint (author's final draft

Analysis of FRP shear strengthening solutions for reinforced concrete beams considering debonding failure

In this paper, a fiber beam model previously developed by the authors for the nonlinear analysis of strengthened elements, including the effects of shear, is used to predict the response of reinforced concrete (RC) beams strengthened in shear with fiber reinforced polymers (FRP) sheets. In the previous version of the model, debonding failure of FRP was not included; hence, its application was limited to the simulation of wrapped configurations. The model is now extended to account for debonding failure in order to allow for its application to beams strengthened with U-shaped and side-bonded configurations. Existing experimental tests on RC beams strengthened in shear by FRP sheets in both wrapped and U-shaped configurations were numerically simulated. The model reproduces, with reasonable accuracy, the experimental failure loads, the load-deflection behavior, and the strains in FRP and stirrups with increasing load. The advantages of this proposal are related with the simplicity and straightforwardness of the beam models to be applied in practical engineering problems.Peer ReviewedPostprint (author's final draft

Intelligent context-aware services based on internet of things architectures

La Internet de las Cosas (IoT), como parte de la Futura Internet, se ha convertido en la actualidad en uno de los principales temas de investigación; en parte gracias a la atención que la sociedad está poniendo en el desarrollo de determinado tipo de servicios (telemetría, generación inteligente de energía, telesanidad, etc.) y por las recientes previsiones económicas que sitúan a algunos actores, como los operadores de telecomunicaciones (que se encuentran desesperadamente buscando nuevas oportunidades), al frente empujando algunas tecnologías interrelacionadas como las comunicaciones Máquina a Máquina (M2M). En este contexto, un importante número de actividades de investigación a nivel mundial se están realizando en distintas facetas: comunicaciones de redes de sensores, procesado de información, almacenamiento de grandes cantidades de datos (big--‐data), semántica, arquitecturas de servicio, etc. Todas ellas, de forma independiente, están llegando a un nivel de madurez que permiten vislumbrar la realización de la Internet de las Cosas más que como un sueño, como una realidad tangible. Sin embargo, los servicios anteriormente mencionados no pueden esperar a desarrollarse hasta que las actividades de investigación obtengan soluciones holísticas completas. Es importante proporcionar resultados intermedios que eviten soluciones verticales realizadas para desarrollos particulares. En este trabajo, nos hemos focalizado en la creación de una plataforma de servicios que pretende facilitar, por una parte la integración de redes de sensores y actuadores heterogéneas y geográficamente distribuidas, y por otra lado el desarrollo de servicios horizontales utilizando dichas redes y la información que proporcionan. Este habilitador se utilizará para el desarrollo de servicios y para la experimentación en la Internet de las Cosas. Previo a la definición de la plataforma, se ha realizado un importante estudio focalizando no sólo trabajos y proyectos de investigación, sino también actividades de estandarización. Los resultados se pueden resumir en las siguientes aseveraciones: a) Los modelos de datos definidos por el grupo “Sensor Web Enablement” (SWE™) del “Open Geospatial Consortium (OGC®)” representan hoy en día la solución más completa para describir las redes de sensores y actuadores así como las observaciones. b) Las interfaces OGC, a pesar de las limitaciones que requieren cambios y extensiones, podrían ser utilizadas como las bases para acceder a sensores y datos. c) Las redes de nueva generación (NGN) ofrecen un buen sustrato que facilita la integración de redes de sensores y el desarrollo de servicios. En consecuencia, una nueva plataforma de Servicios, llamada Ubiquitous Sensor Networks (USN), se ha definido en esta Tesis tratando de contribuir a rellenar los huecos previamente mencionados. Los puntos más destacados de la plataforma USN son: a) Desde un punto de vista arquitectónico, sigue una aproximación de dos niveles (Habilitador y Gateway) similar a otros habilitadores que utilizan las NGN (como el OMA Presence). b) Los modelos de datos están basado en los estándares del OGC SWE. iv c) Está integrado en las NGN pero puede ser utilizado sin ellas utilizando infraestructuras IP abiertas. d) Las principales funciones son: Descubrimiento de sensores, Almacenamiento de observaciones, Publicacion--‐subscripcion--‐notificación, ejecución remota homogénea, seguridad, gestión de diccionarios de datos, facilidades de monitorización, utilidades de conversión de protocolos, interacciones síncronas y asíncronas, soporte para el “streaming” y arbitrado básico de recursos. Para demostrar las funcionalidades que la Plataforma USN propuesta pueden ofrecer a los futuros escenarios de la Internet de las Cosas, se presentan resultados experimentales de tres pruebas de concepto (telemetría, “Smart Places” y monitorización medioambiental) reales a pequeña escala y un estudio sobre semántica (sistema de información vehicular). Además, se está utilizando actualmente como Habilitador para desarrollar tanto experimentación como servicios reales en el proyecto Europeo SmartSantander (que aspira a integrar alrededor de 20.000 dispositivos IoT). v Abstract Internet of Things, as part of the Future Internet, has become one of the main research topics nowadays; in part thanks to the pressure the society is putting on the development of a particular kind of services (Smart metering, Smart Grids, eHealth, etc.), and by the recent business forecasts that situate some players, like Telecom Operators (which are desperately seeking for new opportunities), at the forefront pushing for some interrelated technologies like Machine--‐to--‐Machine (M2M) communications. Under this context, an important number of research activities are currently taking place worldwide at different levels: sensor network communications, information processing, big--‐ data storage, semantics, service level architectures, etc. All of them, isolated, are arriving to a level of maturity that envision the achievement of Internet of Things (IoT) more than a dream, a tangible goal. However, the aforementioned services cannot wait to be developed until the holistic research actions bring complete solutions. It is important to come out with intermediate results that avoid vertical solutions tailored for particular deployments. In the present work, we focus on the creation of a Service--‐level platform intended to facilitate, from one side the integration of heterogeneous and geographically disperse Sensors and Actuator Networks (SANs), and from the other the development of horizontal services using them and the information they provide. This enabler will be used for horizontal service development and for IoT experimentation. Prior to the definition of the platform, we have realized an important study targeting not just research works and projects, but also standardization topics. The results can be summarized in the following assertions: a) Open Geospatial Consortium (OGC®) Sensor Web Enablement (SWE™) data models today represent the most complete solution to describe SANs and observations. b) OGC interfaces, despite the limitations that require changes and extensions, could be used as the bases for accessing sensors and data. c) Next Generation Networks (NGN) offer a good substrate that facilitates the integration of SANs and the development of services. Consequently a new Service Layer platform, called Ubiquitous Sensor Networks (USN), has been defined in this Thesis trying to contribute to fill in the previous gaps. The main highlights of the proposed USN Platform are: a) From an architectural point of view, it follows a two--‐layer approach (Enabler and Gateway) similar to other enablers that run on top of NGN (like the OMA Presence). b) Data models and interfaces are based on the OGC SWE standards. c) It is integrated in NGN but it can be used without it over open IP infrastructures. d) Main functions are: Sensor Discovery, Observation Storage, Publish--‐Subscribe--‐Notify, homogeneous remote execution, security, data dictionaries handling, monitoring facilities, authorization support, protocol conversion utilities, synchronous and asynchronous interactions, streaming support and basic resource arbitration. vi In order to demonstrate the functionalities that the proposed USN Platform can offer to future IoT scenarios, some experimental results have been addressed in three real--‐life small--‐scale proofs--‐of concepts (Smart Metering, Smart Places and Environmental monitoring) and a study for semantics (in--‐vehicle information system). Furthermore we also present the current use of the proposed USN Platform as an Enabler to develop experimentation and real services in the SmartSantander EU project (that aims at integrating around 20.000 IoT devices)

Toponímia de Vistabella del Maestrat

Toponímia de Vistabella del Maestrat La present tesi recull i analitza la toponímia viva de Vistabella amb el propòsit de mostrar el paper patrimonial de la Toponímia com a notari del paisatge. Una breu introducció geogràfica ens explica els trets generals de les diverses unitats del relleu de Vistabella. Els apunts històrics ens parlen d’un terme que, tot i pertànyer al Maestrat de Montesa, ha estat mal ubicat, juntament amb Benafigos i Atzeneta, dins la comarca de l’Alcalatén. A més del treball de camp, amb 33 informants del terme lligats amb l’ofici (pastors i masovers) a un espai de 151 Km², avui pràcticament deshabitat, hem pogut fer un buidatge de tota la cartografia que sobre Vistabella del Maestrat existeix des de 1911. També el treball d’arxiu ens ha portat a transcriure les Visures (textos que recorren la xarxa d’assegadors i la infraestructura hídrica necessària per als ramats de la Setena de Culla) corresponents al terme de Vistabella. Es tracta de 12 documents datats entre 1555 i 1759. Si bé aquest treball correspon a un annex, la seua utilització en l’anàlisi dels topònims i antropònims vius ha estat fonamental per a la interpretació de molts dels noms de lloc. Les fitxes del filòleg Joan Coromines pertanyents al nostre terme també ens han ajudat a contrastar el sentit que el mestre donava a la toponímia que ell va recollir. El cens de 1510 i un de la diòcesi de Tortosa de 1812 ens han afegit aspectes antroponímics. La tesi aporta un glossari de 159 genèrics emprats en la toponímia local i un corpus toponímic de 3570 noms de lloc ordenat alfabèticament a partir de cada lema. Aquest apartat, amb més de 900 pàgines, ocupa el moll del treball. A més de la transcripció fonètica significativa, dins l’entrada de cada topònim apareixen les variants formals, les aportacions de la cartografia i la documentació d’arxiu relacionada amb el topònim. La descripció del topònim es completa amb la imatge fotogràfica, que té un paper etiològic ben clar. La interpretació del topònim apareix acompanyada d’aportacions lingüístiques i etimològiques que n’han fet altres autors. L’anàlisi toponímica general del corpus presenta diversos enfocaments que manifesten la riquesa del treball toponímic. D’una banda, l’anàlisi específica de l’antroponímia recollida, present en un 29% dels noms de lloc de Vistabella; d’altra, el conjunt de trets lingüístics propis del parlar de Vistabella vists a través dels seus topònims. L’anàlisi estadística dels seus genèrics i especificatius ens demostra el paper notarial dels noms de lloc per tal de mostrar-nos el tipus de paisatge o el grau d’humanització d’un terme o de cada partida. La multidisciplinarietat de la Toponímia, com a matèria transversal, presenta un capítol dedicat a la Fitotoponímia (la Zootoponímia ja apareix en un dels annexos). Dins l’apartat de les conclusions exemplifiquem alguns aspectes generals de l’estudi toponímic, com ara: la urgència del recull toponímic viu, l’esmentada multidisciplinarietat de la Toponímia, el dictat de la natura, la importància de l’estudi dels arxius o l’aportació etiològica de la fotografia. També destaquem els aspectes lingüístics d’un espai veí de l’Aragó, amb qui comparteix una frontera permeable, que demanen un estudi més aprofundit dels pobles veïns per poder explicar algunes qüestions lingüístiques. Mostrem els fenòmens observables de l’espai lligats al bateig de cada nom, manifestem la importància dels informanats com a pervivència d’un món perdut i el paper del topònim com a notari del paisatge. No donem per tancat el treball. Com diem a la fi de la mateixa tesi “… ens resta el convenciment de tindre la certesa del dubte: no tot el que hem dit pot ser definitiu. I això és motiu suficient per seguir escoltant el dictat de la natura d’aquesta extensa i bella vista, els mots savis i antics dels seus escassos masovers i els secrets que encara ens guarden els vells papers.

Del nom viu a l’arxiu. Alguns exemples d’antropònims ocults

Esbrinar el significat dels topònims exigeix, primerament, el coneixement del lloc a través del treball de camp i la consegüent enquesta realitzada sobre el terreny. Altrament, l’estudi dels documents d’arxiu se’ns ofereix com un element imprescindible per a la correcta comprensió i interpretació dels noms de lloc. Sovint, són els documents antics els elements capaços de treure’n l’aigua clara d’errònies etimologies populars o d’evolucions fonètiques que han desdibuixat el sentit primer d’aquell indret. En el present article mostrem quatre exemples ben aclaridors sobre els beneficis de la documentació en la interpretació dels topònims

Refuerzo de estructuras de hormigón armado con laminados de fibra de carbono (CFRP)

El uso de los materiales compuestos en el campo del refuerzo estructural ha experimentado un notable crecimiento en los últimos años gracias a sus elevadas relaciones resistencia/peso y rigidez/peso, que permiten reducir costes de mano de obra respecto al empleo de otros materiales más convencionales. Los polímeros reforzados con fibras (FRP) se pueden aplicar como refuerzo de estructuras de hormigón armado o pretensado a flexión, cortante o confinamiento. Independientemente del tipo de refuerzo, uno de los principales inconvenientes o condicionantes en el dimensionamiento es el fallo por el desprendimiento prematuro del refuerzo, antes de alcanzar la resistencia última del mismo, por la concentración de tensiones en la interfase entre el laminado y el soporte