Las grandes ciudades modernas situadas en áreas de peligrosidad sísmica moderada o baja tienden a minusvalorar el peligro sísmico y a descuidar precauciones básicas de protección frente a los terremotos. Ello conlleva un aumento de su vulnerabilidad y, en consecuencia, suelen presentar un elevado riesgo sísmico que, a su vez, aumenta con el tiempo. Este trabajo probablemente está entre los primeros que obtienen escenarios de daño sísmico de una gran ciudad de las características de Barcelona, mediante una aproximación que permite y efectúa un análisis edificio a edificio. Para ello se ha diseñado una herramienta informática sobre plataforma estación de trabajo SUN y sistema de información geográfica ARCINFO que permite la incorporación y gestión de la información necesaria para la generación de escenarios de daño, podríamos decir, "a la carta". El sistema incorpora, entre otros, los mapas de peligrosidad sísmica básica, los mapas geológico y geotécnico, la zonificación de la ciudad y la altimetría. Toda esta información se usa posteriormente para individualizar la vulnerabilidad y daño esperado para un edificio en concreto bajo diferentes hipótesis de acción sísmica básica. Por otra parte, se ha recopilado, e incorporado a la herramienta, información individualizada de todas y cada una de las más de 80.000 parcelas que configuran la geometría catastral del suelo de la ciudad. Para cada una de ellas ha sido posible estimar su estado de edificación y, en su caso, las principales características estructurales y edad de los edificios. Todo este trabajo previo ha ido orientado hacia la aplicación del método del índice de vulnerabilidad para estimar escenarios para la ciudad, pero, la potencia de la herramienta creada trasciende los objetivos y aplicaciones del presente estudio permitiendo su ampliación o adaptación a otros problemas de análisis urbano.Se han usado funciones de vulnerabilidad, construidas y calibradas específicamente para la ciudad de Barcelona, para evaluar escenarios sísmicos de daño de las viviendas de la ciudad, obteniéndose efectivamente que sus edificios, mayoritariamente de mampostería no reforzada y de hormigón armado con forjados reticulares, presentan una elevada vulnerabilidad y un daño alto para niveles de intensidad relativamente bajos. Para la presentación e interpretación de los escenarios se ha elegido la división política y administrativa adoptada por el Sistema de Información Territorial del Ayuntamiento de Barcelona (SITEB) permitiendo los análisis a los niveles de distrito y de barrio. El distrito con un mayor daño esperado es el de Ciutat Vella, y el más seguro, desde el punto de vista sísmico, es el de Les Corts. La comparación de nuestros resultados con los obtenidos en estudios preliminares o utilizando métodos aproximados tradicionales basados en las escalas MSK y EMS-92 lleva a resultados razonablemente consistentes, aunque los escenarios predichos en nuestro estudio para una intensidad VI son cercanos a los que predicen estos estudios para una intensidad VII. Los escenarios obtenidos para intensidades VII, VIII y superiores delatan las consecuencias de la despreocupación y descuido sismorresistente de la ciudad, haciendo prever niveles de daño preocupantes a partir de intensidades VII. El sistema SIG creado ha demostrado también ser una excelente herramienta para la generación, gestión, representación y análisis de escenarios de daño bajo diferentes hipótesis, siendo extremadamente útil y versátil, permitiendo de forma natural la incorporación de capas de información así como el ensayo de diferentes funciones de vulnerabilidad o fragilidad. Los resultados de la tesis son de aplicación inmediata a la protección civil y a la planificación y gestión de planes de emergencia sísmica. / Modern large cities located in low to moderate seismic hazard areas usually tend to ignore their seismic hazard, neglecting precautionary measures against earthquakes. This fact increases their vulnerability and, therefore, their seismic risk, which increases more, and more. This work probably is between the first obtaining seismic damage scenarios for a large city with the characteristics of Barcelona, by using an approach that permits and carries out a building by building analysis. To achieve that, a computer tool has been designed on a SUN work station platform and Arc-Info GIS. This tool integrates and manages the data needed, permitting to generate damage scenarios, we could say, "à la carte". This system puts together, between others, the basic seismic hazard map, the geological and geotechnical maps, the seismic zonation of the city and the altimetry. We then use all this information to personalize the vulnerability and damage for each individual building under different assumptions about the basic seismic action. On the other hand, we have been able to collect also detailed information about all and each one of the more than 80.000 plots making up the cadastral geometry of the city soils. In addition, for each of them, we have determined its construction state and, when it is the case, the main structural features and age of the building. This previous work goes towards the application of the vulnerability index method to obtain damage scenarios, but the potential of this tool goes beyond the purposes and applications of this study, permitting its expansion or adaptation to other urban analysis problems. We have used vulnerability-damage functions, developed for the specific case of Barcelona, to evaluate seismic damage scenarios for the city housings and, in fact, we get that their buildings, mainly un-reinforced masonry and reinforced concrete buildings, show a high vulnerability and damage for the case of relatively low intensities. We used The "Territorial Information System of the city Council" (SITEB) as the basis for presenting and interpreting the obtained scenarios. We performed the analyses at district and quarter levels. We found that the Ciutat Vella district shows the biggest damage while the Les Corts district shows the slightest one. The comparison of our results with those obtained in preliminary studies or in other works performed by using rough methods based on the MSK and EMS-92 seismic intensity scales, shows a reasonably good agreement, but the scenarios here obtained for a VI MSK intensity, are close to the ones obtained in these studies for an intensity of VII. The VII, VIII and higher degree scenarios reveal the consequences of the carelessness and of the lack of concern for earthquake resistant precautionary measures, being likely worrying damage scenarios for intensities from VII. The GIS system developed is also an excellent tool for generating, managing, representing and analyzing damage scenarios under different assumptions, being extremely useful and versatile, and permitting, in a natural way, to incorporate additional information layers as well as testing other vulnerability or fragility functions. The results here obtained are immediately applicable to civil protection and to the design and management of emergency plans.

Actualmente, la utilización de energía atómica representa un 16 % del total de la energía que se produce a nivel mundial. Uno de los mayores problemas que afronta su utilización, es encontrar una solución segura para almacenar los residuos resultantes del proceso de producción de energía.Una de las propuestas más estudiada y aceptada como solución a este problema, es la construcción de depósitos subterráneos donde mantener el residuo aislado durante el resto de su vida activa, ENRESA (2000), Reseal (2000). PRACLAY (1998). Estos depósitos se han diseñado siguiendo el criterio de multibarreras: conjunto de barreras independientes y redundantes que mantienen el residuo aislado. Los residuos se disponen, dentro de contenedores metálicos, en nichos horizontales o verticales, excavados en la roca. Para ellenar el espacio entre la roca y el contenedor metálico se busca un material que representa una verdadera barrera aislante, denominada, barrera de ingeniería. Estos materiales están constituidos mayormente por bentonita.El Proyecto EB, propone el estudio de un nuevo concepto de almacenamiento subterráneo para residuos radioactivos de larga actividad. El residuo se dispone dentro de contenedores metálicos alojados en nichos horizontales excavados en una roca arcillosa (Opalinus clay), y como material aislante, se utiliza una combinación de bloques y pellets de bentonita compactada. Ambos materiales se fabrican a partir de una misma bentonita, la bentonita Febex, ENRESA (2000).La presente tesis doctoral, está asociada a los trabajos experimentales de caracterización del comportamiento hidromecánico de la muestras de pellets, realizados en el marco del proyecto EB. Para poder estudiar los aspectos más relevantes de la respuesta del material es necesario combinar distintas técnicas experimentales para el control de la succión (Romero, 2001) y adecuar las distintas metodologías de ensayo.Los trabajos de tesis se realizaron en tres etapas fundamentales: Una primera etapa en la que se estudiaron las características estructurales de las mezclas de pellets de bentonita. Se prepararon muestras con distintas densidades secas y se realizaron ensayos de porosimetrías de mercurio (MIP) y ensayos de infiltración.Una vez finalizada esta primera etapa, se definió una metodología de trabajo y se llevaron adelante los distintos ensayos del programa experimental. En esta etapa se describen las distintas técnicas y equipos experimentales y se presentan los resultados obtenidos en los distintos ensayos divididos en tres grupos; ensayos de caracterización del comportamiento hidráulico, en segundo lugar ensayos de expansión, hinchamiento y compresibilidad con control de la succión y finalmente los ensayos realizados para estudiar la influencia del tipo de transferencia de agua y ritmo de mojado en el comportamiento del material.En la última etapa, se plantearon las bases conceptuales y leyes constitutivas de un modelo adecuado para materiales expansivos (Modelo BExM, Gens & Alonso (1992) y Alonso et al. (1999)). El modelo se implementó en un código numérico utilizando la técnica de diferencias finitas y aplicado al caso de las mezclas de pellets de bentonita. Se detalla la implementación de las distintas ecuaciones y se describe el planteo iterativo utilizado para su resolución. Adicionalmente, se sugiere una metodología para la deducción de los distintos parámetros del modelo, se indican las capacidades del modelo en distintos ejemplos y se comparan las predicciones del modelo con el comportamiento real observado.Al final de la tesis, se presentan los resultados experimentales obtenidos en un ensayo a mediana escala, llamados ensayos de Columna de Infiltración. El objetivo de estos ensayos es estudiar la respuesta del material en una escala media, en condiciones muy controladas y similares a las de su utilización como material, en una barrera de ingeniería.

R E S U M E N Actualmente, el sector servicios es quizás el motor más importante de cualquier economía. Esta actividad se ha desarrollado de manera exponencial en los últimos años; sin embargo, desde el punto de vista de la habitabilidad energética, en las oficinas escasamente se ha dado al usuario la importancia requerida. Es esta situación la que ha despertado nuestro interés en abordar esta problemática. La hipótesis de partida de este trabajo es que la edificación administrativa no considera el confort energético como el elemento definidor del espacio, sino que, por el contrario, ha sido relegado a un segundo plano, dando paso a una serie de planteamientos externos, como el económico. De esta manera, se afecta el confort del entorno laboral, generando unos espacios que los usuarios consideran carentes de habitabilidad energética. Para su comprobación desarrollamos una investigación que se inicia con el estudio de las oficinas en el tiempo, donde se incluye un análisis de la evolución de la tipología, la introducción de los sistemas artificiales de control ambiental en estos edificios, el desarrollo de los esquemas de organización espacial en las oficinas, así como una evaluación tanto de los factores que han impulsado su evolución como la influencia que ha tenido el hombre en todo este desarrollo. A continuación, se determina la presencia de los sistemas ambientales en las oficinas y los efectos de su mala gestión en la salud de los usuarios, así como cuáles son los componentes y factores de confort que delimitan dicho espacio. Establecida esta primera parte, la investigación se centra en el análisis de la arquitectura administrativa en la segunda mitad del siglo pasado, tomando en consideración el trabajo de arquitectos que han tenido un lugar importante en la historia, sobre todo por la manera en que dieron y dan solución a las condiciones ambientales en edificios de oficinas. Una vez establecido este marco teórico, exploramos en la situación actual de las condiciones ambientales en los lugares de trabajo, para lo cual elegimos 4 edificios de oficinas, donde contamos con la participación de 363 individuos, a los que les aplicamos la encuesta. Los resultados de dicha evaluación revelan que las condiciones ambientales en estos lugares de trabajo no son las adecuadas, al menos eso es lo que se desprende de las respuestas de un porcentaje significativo de los encuestados. En cuanto al confort térmico, tenemos que en invierno la tendencia es a sentir calor, mientras que en verano es a sentir frío; encontrándose además, en ambas épocas del año, una humedad relativa baja. Con respecto al confort lumínico, tanto en invierno como en verano, los usuarios tienden a calificar su espacio de trabajo como oscuro. Finalmente, el ambiente acústico tiende a ser clasificado como un ambiente ruidoso. Con base a estos datos, se establece una corrección de las condiciones ambientales para que un mayor número de personas se encuentre confortable en su lugar de trabajo. Adicionalmente, se mencionan sistemas pasivos y activos capaces de resolver esta problemática con el añadido de que se reduce significativamente el consumo energético del inmueble, lo cual confiere a este tipo de edificios un cierto grado de sostenibilidad, al menos en cuanto al uso del mismo.

L'estudi del comportament i la verificació resistent de construccions de maçoneria, entenent per maçoneria qualsevol fàbrica de maó, de tovot, de pedra de paredar o de carreus, presenta diverses particularitats. En general, es tracta de construccions existents amb la qual cosa és necessari un reconeixement de l'estructura in situ i, d'altra banda, són construccions realitzades amb materials, elements estructurals i tècniques constructives diferents a les emprades actualment. És conegut que la baixa o gairebé nul·la resistència a tracció de la maçoneria determina els tipus estructurals més adients a les seves característiques mecàniques: les parets de càrrega, els pilars i els arcs, és a dir, les geometries susceptibles de resistir les accions sotmetent els materials a estats bàsicament de compressió.S'ha desenvolupat un model específic per a l'anàlisi resistent de construccions de maçoneria que té en compte els efectes del comportament no lineal del material i considera l'equilibri en la configuració deformada de l'estructura. Per això, s'ha adoptat la Formulació Matricial Generalitzada (FMG) per a l'anàlisi estàtica i dinàmica d'estructures formades per entramats espacials d'elements de directriu corba i secció variable. Aquesta formulació es fonamenta directament en l'equilibri entre càrregues exteriors i esforços interns seccionals i, per construcció, és exacta. En l'extensió de la FMG a l'anàlisi dinàmica destaca la construcció d'una matriu de massa elemental que, d'una banda, no requereix cap hipòtesi complementària sobre el camp de moviments i, d'altra banda, permet considerar de forma exacta la distribució de rigidesa i massa interior dels elements partint de la prèvia definició d'una matriu de massa seccional.La implementació de l'anàlisi no lineal per al material, que inclou aspectes del comportament com ara la fissuració a tracció i la plastificació i l'aixafament a compressió, té la particularitat d'emprar dos esquemes iteratius: un a nivell elemental que permet verificar de forma exacta les condicions d'equilibri, compatibilitat i equació constitutiva en qualsevol punt interior de l'element i, en conseqüència, calcular exactament les forces resistides per a cada element coneguts els seus moviments nodals; i un altre a nivell estructura. En referència a l'anàlisi no lineal geomètrica, es presenta la formulació completa d'una matriu geomètrica de tensions inicials que, de la mateixa forma que la matriu de massa elemental, resulta coherent amb les hipòtesis de la FMG.El model desenvolupat, una vegada implementat en programa d'ordinador, ha permès analitzar diversos exemples mitjançant els quals ha sigut possible comprovar l'exactitud del mateix, així com la seva eficiència numèrica i la capacitat de tractar satisfactòriament estructures complexes per la seva geometria o per la seva multiplicitat d'elements. En particular, s'ha reproduït la resposta estàtica fins a ruptura i dinàmica d'estructures tals com edificis i ponts d'obra de fàbrica, o bé d'elements estructurals individuals. En tots els casos en què es disposava d'informació prèvia experimental, numèrica o analítica, s'ha trobat una bona coincidència de resultats. / El estudio del comportamiento y la verificación resistente de construcciones de obra de fábrica, entendiendo por obra de fábrica cualquier fábrica de ladrillo, de adobe, de mampostería ordinaria o de sillería, presenta diversas particularidades. En general, se trata de construcciones existentes con lo cual es necesario un reconocimiento de la estructura in situ y, por otra parte, son construcciones realizadas con materiales, elementos estructurales y técnicas constructivas diferentes a las empleadas actualmente. Es conocido que la baja o casi nula resistencia a tracción de la obra de fábrica determina los tipos estructurales más adecuados a sus características mecánicas: las paredes de carga, los pilares y los arcos, es decir, las geometrías susceptibles de resistir las acciones sometiendo los materiales a estados básicamente de compresión.Se ha desarrollado un modelo específico para el análisis resistente de construcciones de obra de fábrica que tiene en cuenta los efectos del comportamiento no lineal del material y considera el equilibrio en la configuración deformada de la estructura. Para ello, se ha adoptado la Formulación Matricial Generalizada (FMG) para el análisis estático y dinámico de estructuras formadas por entramados espaciales de elementos de directriz curva y sección variable. Esta formulación se fundamenta directamente en el equilibrio entre cargas exteriores y esfuerzos internos seccionales y, por construcción, es exacta. En la extensión de la FMG al análisis dinámico destaca la construcción de una matriz de masa elemental que, por una parte, no requiere ninguna hipótesis complementaria sobre el campo de movimientos y, por otra parte, permite considerar de forma exacta la distribución de rigidez y masa interior de los elementos partiendo de la previa definición de una matriz de masa seccional.La implementación del análisis no lineal por el material, que incluye aspectos del comportamiento como son la fisuración a tracción y la plastificación y aplastamiento a compresión, tiene la particularidad de emplear dos esquemas iterativos: uno a nivel elemental que permite verificar de forma exacta las condiciones de equilibrio, compatibilidad y ecuación constitutiva en cualquier punto interior del elemento y, en consecuencia, calcular exactamente las fuerzas resistidas por cada elemento conocidos sus movimientos nodales; y otro a nivel estructura. En referencia al análisis no lineal geométrico, se presenta la formulación completa de una matriz geométrica de tensiones iniciales que, de la misma forma que la matriz de masa elemental, resulta coherente con las hipótesis de la FMG.El modelo desarrollado, una vez implementado en programa de ordenador, ha permitido analizar diversos ejemplos mediante los cuales ha sido posible comprobar la exactitud del mismo, así como su eficiencia numérica y la capacidad de tratar satisfactoriamente estructuras complejas por su geometría o por su multiplicidad de elementos. En particular, se ha reproducido la respuesta estática hasta a rotura y dinámica de estructuras tales como edificios y puentes de obra de fábrica, o bien de elementos estructurales individuales. En todos los casos en que se disponía de información previa experimental, numérica o analítica, se ha encontrado una buena coincidencia de resultados. / The study of the behaviour and strength of masonry constructions, made of brickwork, adobe or ashlar, presents some particular features. Because these constructions were built usually in the past it is necessary to carry out in situ inspection. On the other hand, these constructions are built of materials, structural elements and construction techniques quite different from present ones. It is well known that the low tensile strength of masonry determines the most appropriate structural elements regarding its mechanical characteristics such as bearing walls, columns and arches, in other words, geometries to make it possible for masonry to work under compression. A specific model is developed for the strength analysis of masonry constructions that takes into account the effects of nonlinear behaviour of the material and imposes the equilibrium in the deformed geometry of the structure. For this purpose, a Generalized Matrix Formulation (GMF) is adopted for the static and dynamic analysis of 3D frame structures with curved elements having variable cross-sections. The most remarkable feature of GMF consists in the establishment of equilibrium in an "exact" way at any point within an element, so that no additional hypotheses are needed upon the displacement field. The extension of the GMF to dynamic analysis starts from the definition of an elemental mass matrix which, on one hand, does not require any additional hypothesis upon the displacement field, and, on the other hand, allows for an exact consideration of the distribution of both mass and stiffness throughout each element.The numerical implementation of the nonlinear material analysis, which includes such features as cracking in tension and yielding and crushing in compression, has the peculiarity of including two iterative schemes. One, at the element level, that allows exact verification of the equilibrium, compatibility and constitutive relations through every point into the element, and, as a consequence, allows accurate calculation of the response stresses of the element from known nodal displacements. The other one is at structural level. In relation to geometric nonlinear analysis, the comprehensive formulation of an initial-stress matrix is presented that, like the elemental mass matrix, is consistent with the hypotheses of GMF.The developed model, once implemented in a computer program, allowed the analysis of different examples that made it possible to verify, as well as its numerically efficient treatment of structures that are complex because of their geometry or multiplicity of elements. Particularly, the whole static response until failure and dynamic response of structures such as masonry buildings and bridges, as well as simple structural elements, are satisfactory compared with those attained by other authors using alternative formulations and experiments.

La investigación se realizó en las tierras bajas mayas centrales (cuadrante noreste de Petén, Guatemala).El tema principal se refiere a las edificaciones monumentales de piedra erigidas entre los años 500a.C. a 1697 d.C. Este espacio corresponde a las épocas del Preclásico Tardío, el Clásico y el Posclásico maya. La base del trabajo se fundamenta en varios sondeos en el campo que formaron una muestra actualizada y sistematizada de 128 sitios arqueológicos con aproximadamente 4000 edificaciones registradas. El estudio presenta primero los antecedentes y la metodología.Luego los resultados de las investigaciones sobre la composición arquitectónica (capítulo 3 al 7) y el estado de conservación,(capítulo 8 al 11). Después las investigaciones y acciones ralizadas se integran y combinana para formular una propuesta de actucaión, conservación y desarrollo específico para el cuadrante noreste de Petén (capítulo 12). Anteriormente, en esta región, no se había realizado un estudio sistemático sobre la composición urbana y las formas de arquitectura de los edificios prehispánicos; tampoco se sabía sobre la condición y el estado actual de las edificaciones monumentales. Los resultados del estudio confirman que esta zona es prioritaria para la investigación de la composición arquitectónica y que es urgente la realización de acciones correctivas para rescatar el patrimonio edificado prehispánico y la herencia cultural maya. Las conclusiones nos indican que se necesita inculcar un sentido de urgencia para abordar el rescate de este excepcional territorio. En la búsqueda de un procedimiento de conservación que pueda aplicarse a la generalidad del recurso cultural del área en estudio, se comprobó que una conservación preventiva podría dar una respuesta a la condición de emergencia en que se encuentra el patrimonio monumental edificado. / Quintana Samayoa, ÓA. (2008). La composición arquitectónica y la conservación de las edificaciones monumentales mayas del noreste de Petén [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/3403 / Palancia

Desde inicios del siglo XX, hasta la fecha, la problemática de los recursos ha sido ampliamente estudiada, y en concreto la de los recursos humanos o personales en su sentido más amplio, incluido el sector de la edificación. Se han realizado y siguen realizándose muchos y excelentes trabajos sobre la mano de obra interviniente en la Edificación, con notables aportaciones, en especial relacionadas con sus rendimientos, producción, productividad, métodos y sistemas para mejorar el rendimiento, distribución de recursos, etc.etc. pero más bien escasos son los trabajos y aportaciones en lo que a su nivelación ideal, definida en esta Tesis, se refiere. Este trabajo de investigación tiene por objeto el diseño de una red óptima, que prevea los tiempos de comienzo y terminación de todos los trabajos necesarios para la ejecución de una obra de edificación, que defina las relaciones de simultaneidad o dependencia entre ellos y que la misma sea el resultado de una nivelación y distribución de medios personales constante. Su objetivo general es establecer el proceso para el diseño óptimo de una red de programación de obras de edificación, como consecuencia de una nivelación y distribución de recursos personales constante, previa consecución de los objetivos específicos intermedios que se concretan en desarrollar un algoritmo heurístico que nos permita nivelar los recursos personales intervinientes de una forma ideal u óptima, modelizándolo y procesándolo, resolviendo los casos singulares y obteniendo la red ideal y óptima de la programación a partir de la nivelación anterior. Esta Tesis Doctoral, pretende aportar una teorías que puedan llevarse a la práctica, para solucionar los problemas descrito anteriormente, con especial atención a la nivelación de la mano de obra, poniendo a disposición del sector de la Edificación una herramienta, novedosa, práctica, eficaz y útil. / Medina Ramón, FJ. (2008). Diseño óptimo de redes para la programación de obras de edificación, para una nivelación y distribución de recursos personales constante [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/3883 / Palancia

Es un modelo matemático e informático que permite estimar a priori el coste de siniestralidad de una obra, para ello se ha realizado el estado de conocimiento para determinar las tendencias en investigación sobre el tema. Se ha hecho un análisis estadístico de los accidentes del sector a nivel nacional y se ha realizado un planteamiento teórico de los costes asociados al objeto de estudio. / Carvajal Peláez, GI. (2009). Modelo de cuantificación de riesgos laborales en la construcción: ries-co [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/4441 / Palancia

La tesis se enmarca en la caracterización, a nivel material, de la fractura del hormigón reforzado con fibras de acero (SFRC) bajo solicitaciones de tracción y cortante, y sobre la determinación de parámetros que representan la tenacidad del material sometido a esos dos modos de carga. Asimismo, se han realizado ensayos hasta rotura por cortante de elementos estructurales a escala real, los cuales se han analizado utilizando formulaciones existentes en distintos códigos de diseño.El comportamiento a tracción uniaxial del hormigón reforzado con fibras de acero se caracteriza utilizando cilindros entallados, elaborados con hormigones de resistencia normal y alta, con y sin fibras de acero. La metodología se extiende también para testigos extraídos de elementos de mayor tamaño. Los resultados se utilizan para definir parámetros de tenacidad y resistencia equivalentes de post-pico utilizables para representar el comportamiento del material y para un posible diseño estructural. Además, se desarrolla un estudio paramétrico experimental, que considera diferentes variables del ensayo y forma de probetas, para definir una configuración confiable del ensayo. Se analizan los modos de rotura observados y se evalúa la respuesta tensión-ancho de fisura. Asimismo, se propone una relación tensión-apertura de fisura característica para el diseño y análisis estructural. El comportamiento a tracción uniaxial se compara también con el de flexión y tracción por compresión diametral.La fractura por cortante se estudia a nivel material, en hormigones de resistencia normal y alta, con y sin fibras de acero, utilizando la configuración de cortante directo denominada push-off. Se analizan el modo de rotura y la respuesta tensión-desplazamiento. Además, se definen parámetros basados en la tenacidad y tensiones equivalentes de cortante para una posible utilización en el diseño estructural.Con el fin de obtener resultados que validen la utilización de las fibras de acero como refuerzo de cortante y al mismo tiempo estudiar la fractura por cortante a nivel estructural, se han realizado ensayos a escala real sobre vigas de sección rectangular y en T. Se analizan las respuestas carga-flecha y carga-ancho de fisura de vigas rectangulares de hormigón reforzado con fibras de acero variando su altura y de vigas T variando las dimensiones del ala. Los resultados obtenidos experimentalmente se utilizan para verificar la aplicabilidad de los métodos de diseño existentes en el caso del hormigón reforzado con fibras de acero. Además, se presenta una propuesta para el diseño a cortante basada en la respuesta tensión-desplazamiento relativo obtenida a partir del ensayo push-off de cortante directo. / The thesis deals with the characterization of the failure of steel fiber reinforced concrete (SFRC) in tension and shear, on the material level, and the determination of parameters that represent the toughness in these two modes of failure. Tests have been performed on large-scale beams failing under shear failure, which have been analyzed using existing design code formulas. The toughness parameters determined from the material are used in the design against such failure.The uniaxial tensile behavior of SFRC is characterized using notched cylinders of normal and high strength concretes, with and without steel fibers. The methodology is also extended to cores extracted from large elements. Results are used to define toughness parameters and equivalent post-peak strengths to be used for representing the material behavior and for possible structural design. Furthermore, a parametric study considering different test variables and specimen shape is carried out in order to define a reliable test configuration. The observed modes of failure are analyzed and the stress-crack width response is evaluated. Also, a characteristic stress-crack width response is proposed for structural analysis and design. The uniaxial tension behavior is also compared with that of flexural and splitting-tension.The shear failure is studied using the direct shear push-off test configuration, in normal and high strength concretes with and without steel fibers. The mode of failure and the stress-slip and stress-crack opening responses are analyzed. Toughness parameters and equivalent shear strengths based on the test results are defined for structural design.In order to provide results for validating the use of steel fibers as shear reinforcement and for studying shear failure at the structural level, full-scale tests on rectangular and T-beams were performed. The load-deflection and load-crack width responses are analyzed and compared with results of plain concrete beam tests. The experimentally-obtained results are used to evaluate the applicability of existing design methods for steel fiber reinforced concrete. Furthermore, a proposal for shear design based on the shear stress versus slip relationship from the push-off shear test is presented.

Este trabajo de investigación presenta un estudio sobre el comportamiento de los puentes de dovelas de hormigón con pretensado exterior y juntas secas conjugadas, centrándose en el estudio de la respuesta a solicitaciones de flexión y cortante combinados, en servicio y en rotura. Se evalúa, asimismo, la posibilidad de sustituir total o parcialmente la armadura convencional de las dovelas tras la inclusión de fibras metálicas en el hormigón.Para ello se realizaron ensayos sobre paneles, para evaluar la resistencia de las juntas conjugadas, y ensayos de vigas con distinto grado de pretensado sometidas a flexión y a cortante. Tanto de vigas como de paneles, se fabricaron dos series paralelas, una realizada con hormigón convencional y otra con hormigón reforzado con fibras de acero. Tanto los resultados obtenidos en estos ensayos, como los de los ensayos encontrados en la bibliografía, se han comparado con la variada formulación existente para evaluar la capacidad resistente de las juntas secas conjugadas propuesta por distintos investigadores y normativas.De entre todos los modelos de junta estudiados, todos ellos basados en el Método de los Elementos Finitos, finalmente se han puesto a punto dos modelos para estudiar la transmisión de cortante entre juntas conjugadas. Un modelo elaborado con elementos tipo junta a los que se les confiere un comportamiento de rozamiento coulombiano y que modeliza la junta (y sus llaves conjugadas) con su geometría. Otro modelo de junta plana que modeliza el comportamiento medio de la junta en la zona de llaves con elementos tipo junta dotados de un modelo de comportamiento de rozamiento cohesivo. Estos modelos de junta han sido calibrados y aplicados al estudio de los ensayos. El primer modelo de junta ha sido aplicado al estudio de los ensayos de paneles. Los dos modelos de junta han sido aplicados al estudio de los ensayos realizados sobre vigas, de los que se ha realizado un completo análisis no lineal en teoría de segundo orden, incluyendo el comportamiento no lineal de los materiales. El modelo de junta plana ha sido usado en el estudio de dos ejemplos de puentes, uno isostático y otro continuo.De todo lo anterior se han extraído conclusiones referentes al modelo de análisis, a la resistencia de las juntas, al armado de las dovelas y al comportamiento global de este tipo de estructuras. / This work presents a study of the behaviour of segmental concrete bridges with external prestressing, focussing on the response under combined flexure and shear, in the service and ultimate limit states. The possibility of replacing entirely or partially the conventional reinforcement of the segments through the incorporation of steel fibres in the concrete is also evaluated.Tests have been performed on panels to evaluate the resistance of castellated dry joints, and on large-scale beams with different levels of prestressing for evaluating the response under flexure and shear. The tests were conducted on conventional and steel fibre reinforced concretes. The results obtained in these tests, as well as those found in the literature, have been compared with several design formulas for evaluating the load-carrying capacity of dry castellated joints. The formulas that gave the best predictions have been identified and used further in the analysis of bridge girders. Two models have been used within the framework of the Finite Element Method for simulating the transmission of shear along joints between match-cast segments. In one of the approaches, the geometry of the joints (and the shear keys) is represented with interface elements with Coulomb frictional behaviour. In the other approach, the global behaviour of the key zone of the joint is represented by flat interface elements with cohesive frictional behaviour. These joint models have been calibrated using the results of the experiments. A complete analysis was performed taking into account the geometric nonlinearities and the non-linear behaviour of the materials. The flat joint model has been used in the study of two bridges, one simply supported highway bridge and another five-span highway bridge.The results of the experimental and numerical analyses have led to significant conclusions regarding the modelling of the keys, load-carrying capacity of the joints, reinforcement detailing in the segments and the global behaviour of segmental structures with dry castellated joints.

The use of recycled aggregates in concrete opens a whole new range of possibilities in the reuse of materials in the building industry. This could be an important breakthrough for our society in our endeavours towards sustainable development. The trend of the utilisation of recycled aggregates is the solution to the problem of an excess of waste material, not forgetting the parallel trend of improvement of final product quality. The utilisation of waste construction materials has to be related to the application of quality guarantee systems in order to achieve suitable product properties. Therefore the complete understanding of the characteristics of new material becomes so important in order to point out its real possibilities. The studies on the use of recycled aggregates have been going on for 50 years. In fact, none of the results showed that recycled aggregates are unsuitable for structural use. Only having inadequate number of studies in durability aspects, made recycled aggregates to be preferred just as stuffing material for road construction. My thesis, aimed to focus on the possibility of the structural use of recycled aggregate concrete based on a better understanding of its microstructure.To begin with the characteristics of the aggregates were established, to study their possible application in concrete production. After analysis, the dosage procedure was carried out in order to produce four concrete mixtures using different percentages of recycled coarse aggregates (0% (HC), 25% (HR25), 50% (HR50) and 100% (HR100)) with the same compression strength. Raw coarse aggregates (granite) and sand (crushed limestone) were used in the different concrete mixes.Macroscopic and microscopic examination were carried out in HC, HR25, HR50 and HR100 concretes in order to observe the durability effects. The macroscopic examination determined the aggregates distribution, composition, the contaminants and aureoles around adhered mortar. Microscopic examination was carried out by Optical light transmitted microscope Leica Leitz DM-RXP, using Fluorescence Thin Sections, in order to analyse the cement paste, the new and old interfacial transition zones, secondary reactions as well as damage. Original aggregates and cement paste, interfacial transition zones and alkali silica gel produced due to reactive aggregates present in adhered mortar were analysed by SEM and EDX-maps. Beside macro and micro observations, shear failure behaviour of recycled aggregate concretes was studied. Shear failure test was found more appropriate, as concrete properties had more influence in this type of failure behaviour compared to the flexural failure where the reinforcement plays the important role. Sixteen beam specimens were cast and the structural behaviour of these beams was analysed using four different transversal reinforcements for each kind of concrete. An analytical prediction of the experimental results are carried out using a numerical model (Modified Compression Field Theory), using the codes AASHTO LRFD, CSA, Eurocode-2 and expressions proposed in the Spanish code EHE-99.Organic and inorganic compounds were found to be released from waste materials through leaching and dispersed into the soil and surface water. The leaching of these compounds were measured employing different codes, the two Dutch codes (NEN 7341 and 7345) and the European Normative (EN 12457-2).Some recommendations are given as to the aggregates characteristics to be used in concrete mixes, taking into account the European standards for recycled aggregates. Also suggestions are made for the production process of concrete using recycled aggregate. Mechanical properties of recycled aggregate concrete are studied and they are compared with that of conventional concrete. Based on the durability of the concrete, some suggestions are proposed with respect to possible alkali silica reaction between new cement and original fine aggregates. It is also determined that the effect of the use of recycled aggregate on the beams' shear strength depend on the percentage of coarse aggregate substituted. The applicability of concrete recycled aggregate with respect to its environmental behaviour is demonstrated. In conclusion, some suggestions for future studies are made which would help us in the evolution of our understanding in this field.