Método de la frecuencia de resonancia para la caracterización mecánica de rocas carbonáticas usadas como piedras de construcción

This work was supported by the Spanish Ministry of Universities via a doctoral grant to Fernando avi-la [FPU18/03607] . Special thanks to the Department of Mineralogy and Petrology of the University of Granada for the supply of the source materials and to Javier Roman Ramos, M.Sc. student, for his excellent work during the conduction of the tests.Nondestructive testing techniques have attracted growing interest in the last few years due to their ability to assess material properties without damaging the specimens. The free-free resonance method is a nondestructive testing technique based on the analysis of the natural frequencies of a sample. This study presents and discusses the applicability of this technique, traditionally used on soils, for the mechanical characterization of rocks. With this aim, the free-free resonance method is used to obtain the dynamic elastic modulus and shear modulus of four carbonate rocks that have been widely used as construction materials in southern Spain. The results from the nondestructive evaluation of dry and saturated rocks, in combination with petrographic characterization and uniaxial compression tests, make it possible to assess the existing relationships between the mechanical properties of carbonate rocks and to evaluate the impact of porosity and moisture content on their mechanical behavior.Las técnicas de ensayo no destructivo están atrayendo un creciente interés durante los últimos años debido a su capacidad para evaluar las propiedades sin dañar el espécimen. El Método de la Frecuencia de Resonancia es una técnica de ensayo no destructiva basada en el análisis de las frecuencias naturales de una muestra de material. Este estudio presenta y discute la aplicabilidad de esta técnica, tradicionalmente utilizada en suelos, para la caracterización mecánica de rocas. Con este objetivo, el Método de la Frecuencia de Resonancia es utilizado para obtener el módulo elástico dinámico y el módulo cortante dinámico de cuatro rocas carbonáticas ampliamente utilizadas como material de construcción en el sur de España. Los resultados de la evaluación no destructiva en rocas secas y saturadas, combinados con una caracterización petrográfica y ensayos de compresión uniaxial, permiten determinar las relaciones existentes entre las propiedades mecánicas de dichas rocas carbonáticas, así como evaluar el impacto de la porosidad y el contenido de humedad en su comportamiento mecánico.Spanish Government FPU18/0360

Cálculo Matricial de Estructuras

La presente obra busca introducir al lector en la metodología del Cálculo Matricial para la resolución de problemas estructurales en el ámbito de la Ingeniería. El texto combina explicaciones teóricas y demostraciones numéricas con diversos ejercicios prácticos que muestran la aplicación de los conceptos. El contenido recogido en este libro se imparte en la asignatura de Análisis de Estructuras del Grado en Ingeniería Civil de la Universidad de Granada

Incorporación del m-learning en el proceso de aprendizaje en enseñanzas técnicas

El documento recoge la memoria del proyecto de innovación docente que ha consistido en la aplicación de metodologías innovadoras de dinamización en las clases teóricas en la asignatura Análisis de Estructuras del Grado en Ingeniería Civil. Esta asignatura, aun habiendo incluido anteriormente proyectos para la mejora de la docencia (tales como la incorporación de técnicas de aprendizaje semipresencial o B-learning) que permitieran a los estudiantes aproximarse a la resolución de problemas complejos y cercanos a la realidad, históricamente ha basado su docencia teórica y de resolución de problemas en métodos tradicionales debido a su elevada complejidad.The project has been designed considering the use of mobile devices in the learning process (mobile learning or m-learning) during the lectures and the practical lessons, and also for communication.Departamento de Mecánica de Estructuras e Ingeniería Hidráulic

Mechanical, structural and seismic behavior of rammed Earth constructions

This doctoral thesis presents a thorough analysis of the mechanical, structural and seismic behavior of rammed earth structures, aimed at encouraging the use of this technique in modern construction. Rammed earth is a traditional construction technique that has been used all over the world since antiquity, but today it is attracting renewed interest as an environmentally sustainable building solution. However, the lack of national and international standards based on the structural knowledge of this kind of constructions, makes it difficult for designers and builders to adopt this technique in new constructions. In this regard, as a first step, this thesis presents a detailed compilation of the most relevant results obtained by several researchers about the mechanical and physical properties of rammed earth, including the laboratory tests used to measure these properties and the additives and reinforcements that can be used to improve the material behavior. An experimental testing campaign is carried out to evaluate the mechanical properties of rammed earth stabilized with one of the most relevant additives, lime, focusing on the effect of increasing lime contents and the strength development process, two factors that are essential to build constructions with this technique and that have not been thoroughly studied yet. Compression tests and nondestructive ultrasonic pulse velocity tests are performed. For unstabilized rammed earth, the uniaxial compression tests are combined with diagonal compression test in order to assess also the shear behavior of the material, essential to understand its failure mechanisms (particularly under extreme loads such as a seism). This data is used to develop a numerical model of the material based on the concrete damage plasticity model in the FEM software Abaqus. The proposed behavioral model is evaluated by replicating with finite elements the diagonal tests carried out in laboratory. Considering the vulnerability of rammed earth structures under the action of an earthquake and the numerous areas of earth construction with a significant seismic hazard, in the last part of this study the seismic behavior of this kind of structures is evaluated. The state of the art about this topic is presented and analyzed, including the scientific research about the structural behavior of rammed earth walls subjected to horizontal loads, potential seismic reinforcements, and requirements and recommendations indicated in the existing standards and guidelines about earth construction in seismic areas.Esta tesis doctoral presenta un análisis detallado del comportamiento mecánico, estructural y sísmico de las estructuras construidas con la técnica del tapial, orientado a incentivar su uso en la construcción contemporánea. El tapial es una técnica de construcción tradicional usada en numerosos lugares del mundo desde la antigüedad, y que hoy está generando un renovado interés como solución constructiva medioambientalmente sostenible. Sin embargo, la falta de normativa nacional e internacional basada en el conocimiento estructural de este tipo de construcciones dificulta, para diseñadores y constructores, su introducción en edificios de nueva construcción. En este sentido, como un primer paso, la presente tesis muestra una revisión detallada de los resultados más relevantes obtenidos por numerosos investigadores sobre las propiedades mecánicas y físicas de la tapia, incluyendo los ensayos empleados para medir estas propiedades y los aditivos y refuerzos que pueden ser usados para mejorar el comportamiento de este material. Se lleva a cabo una campaña de ensayos para evaluar las propiedades mecánicas de la tapia estabilizada con uno de los aditivos más relevantes, la cal, centrada en determinar el efecto del uso de contenidos crecientes de cal y en el proceso de obtención de resistencia, dos factores esenciales para emplear esta técnica en nuevas construcciones y que no han sido todavía estudiados en profundidad. Para esto, se lleva a cabo ensayos a compresión y ensayos no destructivos de velocidad de ultrasonidos. Para la tapia sin estabilizar, los ensayos de compresión uniaxial se combinan con ensayos de compresión diagonal, con el objetivo de determinar también el comportamiento a cortante del material, fundamental para entender sus mecanismos de fallo (especialmente bajo cargas extremas, como las sísmicas). Los datos experimentales se usan para desarrollar un modelo numérico del material basado en el modelo concrete damage plasticity de Abaqus. El modelo propuesto se evalúa replicando en elementos finitos los ensayos de compresión diagonal realizados en laboratorio. Teniendo en cuenta la vulnerabilidad de las estructuras de tapia frente a la acción de un terremoto y las numerosas áreas con presencia de construcción en tierra que presentan un riesgo sísmico elevado, en la última parte de este estudio se evalúa el comportamiento sísmico de este tipo de estructuras. Se presenta y analiza el estado del arte sobre esta materia, incluyendo la investigación científica relativa al comportamiento estructural de muros de tapia sometidos a acciones horizontales, posibles refuerzos sísmicos, y requisitos y recomendaciones indicados en las normativas y guías existentes sobre construcción con tierra en regiones con alta sismicidad.Questa tesi di dottorato presenta un’analisi in dettaglio del comportamento meccanico, strutturale e sismico delle strutture in terra battuta (pisé), con l’obiettivo di potenziare il suo uso nell’edilizia contemporanea. Il pisé è una tecnica di costruzione tradizionale usata in diversi luoghi di tutto il mondo dai tempi antichi, e oggi sta suscitando un rinnovato interesse come soluzione costruttiva ecosostenibile. Tuttavia, la mancanza di normative nazionali e internazionali basate sulla conoscenza strutturale di questo tipo di costruzione, rende difficile per progettisti e costruttori l’introduzione di questa tecnica in nuove costruzioni. In questo senso, come primo passo, la presente tesi mostra un rapporto dettagliato dei risultati più rilevanti ottenuti da numerosi ricercatori sulle proprietà meccaniche e fisiche della terra battuta, comprese le prove di laboratorio usate per determinare queste proprietà e gli additivi e i rinforzi che possono essere utilizzati per migliorare il comportamento di questo materiale. Viene effettuata una campagna di test per valutare le proprietà meccaniche della terra battuta stabilizzata con uno degli additivi più rilevanti, la calce, per determinare l’effetto dell’uso di contenuti crescenti di calce e il processo di evoluzione della resistenza, due fattori fondamentali per l’utilizzo di questa tecnica nelle nuove costruzioni e che non sono stati ancora studiati in profondità. A tal fine, si effettuano test di compressione e test non distruttivi di velocità di propagazione degli impulsi di ultrasuoni. Per il pisé senza additivi, le prove a compressione uniassiale si combinano con prove di compressione diagonale, al fine di determinare anche il comportamento a taglio del materiale, fondamentale per capire i suoi meccanismi di rottura (particolarmente in situazioni estreme, come l’azione sismica). I dati sperimentali sono usati per sviluppare un modello numerico del materiale basato sul modello concrete damage plasticity di Abaqus. Il modello proposto viene valutato replicando in elementi finiti la prova di compressione diagonale sviluppata in laboratorio. Tenendo conto della vulnerabilità delle strutture in terra battuta sotto l’azione di un terremoto e delle numerose aree con presenza di costruzione in terra che presentano un elevato rischio sismico, nell’ultima parte di questo studio si valuta il comportamento sismico di questo tipo di strutture. Si presenta e analizza lo stato dell’arte su questa materia, compresa la ricerca scientifica esistente relativa al comportamento strutturale dei muri di pisé sottoposti ad azioni orizzontali, i potenziali rinforzi sismici, e requisiti e raccomandazioni indicati dalle norme e linee guida sulla costruzione in terra in regioni con alta sismicità.Tesis Univ. Granada

Characterization of the mechanical and physical properties of stabilized rammed earth: A review

Ministerio Español de Universidades, FPU18/03607European Regional Development Fund Program of Andalusia 2014–2020, A-TEP-182-UGR18Universidad de Granada / CBUA, Funding for open access charg

FFRC and SASW nondestructive evaluation of concrete strength from early ages

Free-Free Resonant Column and Spectral Analysis of Surface Waves are two nondestructive testing techniques which are becoming increasingly relevant in construction engineering, as they offer the possibility of assessing the mechanical properties of the building materials without damaging the sample. In the present study, these two testing methods are applied on concrete samples with increasing curing times, from 9 h to 60 days, estimating the dynamic elastic modulus and proposing relationships to obtain the compressive strength from these values. The nondestructive results are compared with the actual strength of the material obtained via uniaxial compression tests, proving the accuracy of the proposed nondestructive testing methodologies, even for early ages. SASW tests are also carried out on a reinforced concrete sample, concluding that the presence of the reinforcement does not alter the results of the test. Keywords: Concrete; Early-age concrete; NDT; SASW; FFR

Estudio histórico y arquitectónico para la modelización numérica de edificios patrimoniales: la Torre de Comares de la Alhambra (Granada, España)

Numerical analysis techniques are becoming an essential tool over the last few decades in the field of maintenance and preservation of architectural heritage. This study presents the development of a numerical model of the Tower of Comares, in the fortress of the Alhambra (Granada, Spain). A thorough research on the historical documentation was carried out, as a crucial step to understand the structural characteristics of a heritage building and to define the mechanical properties of its construction materials. With this information, a highly-detailed three-dimensional model of the tower was developed, on which a modal and a static analysis were performed. The development of this kind of models is the basis to simulate the structural behavior of heritage buildings under different load conditions and to assess their vulnerability.Las técnicas de análisis numérico se han convertido en las últimas décadas en una herramienta esencial en el campo del mantenimiento y conservación del patrimonio arquitectónico. Este estudio presenta el desarrollo de un modelo numérico de la Torre de Comares, en la fortaleza de la Alhambra (Granada, España). Una exhaustiva investigación de la documentación histórica se ha llevado a cabo como paso fundamental para comprender las características estructurales de un edificio patrimonial y definir las propiedades mecánicas de los materiales que lo componen. Con esta información, se ha creado un modelo tridimensional con un alto detalle de la torre, sobre el que se ha realizado un análisis modal y un análisis estático. El desarrollo de este tipo de modelos es la base para simular el comportamiento estructural de edificios históricos sujetos a diferentes condiciones de carga y evaluar así su vulnerabilidad.Spanish Government FPU18/0360

3er. Coloquio: Fortalecimiento de los Colectivos de Docencia

Las memorias del 3er. Coloquio de Fortalecimiento de Colectivos de Docencia deben ser entendidas como un esfuerzo colectivo de la comunidad de académicos de la División de Ciencias y Artes para el Diseño, en medio de la pandemia COVID-19, con el fin de: • Analizar y proponer acciones concretas que promuevan el mejoramiento de la calidad docente en la División. • Proponer acciones que permitan continuar fortaleciendo los cursos con modalidad a distancia (remotos). • Ante un escenario que probablemente demandará en el mediano plazo, transitar del modelo remoto a un modelo híbrido, proponer acciones a considerar para la transición de los cursos. • Planear y preparar cursos de nivelación de conocimientos, para cuando se transite a la impartición de la docencia de manera mixta o presencial, dirigidos a los alumnos que no hayan tenido oportunidad de desarrollar actividades relevantes para su formación, como prácticas de talleres y laboratorios, visitas, o alguna otra actividad relevante