El objetivo principal de la presente investigación es idear un sistema que logre disminuir el costo y el tiempo de elaboración de muros no portantes de albañilería confinada. Para lograrlo se ha diseñado un sistema de bloques de arcilla apilables en seco y autoencajables que cumple con todas las normas imputables. Para determinar el rendimiento del sistema diseñado se fabricaron las piezas y se construyó un muro con medidas típicas. Los resultados para dicho caso de estudio se resumen en un ahorro de 17% en el costo directo (considerando todo el muro en su conjunto) y 76% en el tiempo empleado (solo en el asentado de bloques). / The principal objective of this research is to design a system that manage to reduce the cost and time in the construction of non-structural masonry walls. To achieve this, it has been designed a Mortarless Dry-Stacked Interlocking Masonry Clay Bricks which verifies all the imputable codes. To determine the performance of the system, the bricks were made and a wall with typical measurements was built. The results for this study are 17% of reduction in the direct cost (considering the whole wall) and 76 % less time used (alone in the brick seating). / Tesis

El texto completo de este trabajo no está disponible en el Repositorio Académico UPC por restricciones de la casa editorial donde ha sido publicado. / The aim of this article is to use artificial neural networks (ANN) to perform the structural design of confined masonry buildings. ANN is easy to operate and allows to reduce the time and cost of seismic designs. To generate the artificial neural network, training models (traditional confined masonry designs) are used to identify the input and output parameters. From this, the final architecture and activation functions are defined for each layer of the ANN. Finally, ANN training is carried out using the backpropagation algorithm to obtain the matrix of weights and thresholds that allow the network to operate and provide preliminary structural designs with a 10% margin of error, with respect to the traditional design, in the dimensions and reinforcements of the structural elements.

Mit der vorliegenden Arbeit wurde ein Beitrag zur Klärung des Querkrafttragverhaltens von Wandscheiben im Mauerwerksbau geleistet. Die Untersuchungen umfassten hierbei analytische, numerische und versuchstechnische Betrachtungen. Als Grundlage für die Untersuchungen wurden FE-Elemente und FE Materialroutinen, die auf die Materialspezifik des Mauerwerks abgestimmt sind, entwickelt und in das Programmsystem ANSYS implementiert. Als wesentliche Eingangsgrößen sowohl für die analytischen als auch die numerischen Berechnungen werden diverse Materialparameter benötigt. Neben den üblichen Materialversuchen sind weiterführende Betrachtungen zu den „Kleinversuchen“ angestellt worden. Für einige Materialparameter waren numerische Rückrechnungen, wie z.B. für die Keilspaltversuche, erforderlich. Für ein breites Spektrum an Materialien, angefangen beim Ziegel über Mörtel bis zum Lehm, konnten wesentliche Werte ermittelt werden. Die vorhandenen analytischen Modelle der Schubfestigkeit wurden im Rahmen der vorgelegten Arbeit weiterentwickelt. Nach der Herleitung neuer Gleichungen galt es, diese für die Anwendung zu vereinfachen. Es sind auch numerische Modelle erläutert, die einen minimierten Wandausschnitt darstellen und mit denen eine direkte Berechnung der Schubfestigkeit möglich ist. Neben der Schubfestigkeit des Mauerwerks haben auch die Wandgeometrie und die Einbindung der Wand in das Gebäude Einfluss auf die maßgebende Querkrafttragfähigkeit. Zu deren Berücksichtigung werden wiederum Ingenieurmodelle benötigt, deren Komponenten hier eingehender betrachtet wurden. Als Grundlage dienten weitere Versuche basierend auf dem Modell der Aussteifungswand im Gebäude. Sowohl aus den analytisch gewonnenen Gleichungen als auch aus den an den Versuchen kalibrierten Gleichungen sind Lösungen für die Normung entwickelt worden. Diese beinhalten neben Gleichungen für das genaue Verfahren auch stark vereinfachte Bemessungslösungen mit tabellarisch aufbereiteten Mindestquerschnitten für die Aussteifungswände.

The objective of this study is to reduce the interstory drifts, floor accelerations, and shear forces experienced by masonry houses subject to seismic excitation. Ambient vibration testing was performed on a case study structure in Maip�, Chile, to identify characteristics of the system. Upon creating a multiple degree-of-freedom (MDOF) model of the structure, the effect of implementing several base isolation techniques is assessed. The isolation techniques analyzed include the use of friction pendulum systems (FPS), high-damping rubber bearings (HDRB), two hybrid systems involving HDRB and shape memory alloys (SMA), and precast-prestressed pile (PPP) isolators. The dynamic behavior of each device is numerically modeled using analytical formulations and experimental data through the means of fuzzy inference systems (FIS) and S-functions. A multiobjective genetic algorithm is utilized to optimize the parameters of the FPS and the PPP isolation systems, while a trial-and-error method is employed to optimize characteristic parameters of the other devices. Two cases are studied: one case involves using eight devices in each isolation system and optimizing the parameters of each device, resulting in different isolated periods for each system, while the other case involves using the number of devices and device parameters that result in a 1.0 sec fundamental period of vibration for each baseisolated structure. For both cases, the optimized devices are simulated in the numerical model of the case study structure, which is subjected to a suite of earthquake records. Numerical results for the devices studied indicate significant reductions in responses of the base-isolated structures in comparison with their counterparts in the fixed-base structure. Metrics monitored include base shear, structural shear, interstory drift, and floor acceleration. In particular, the PPP isolation system in the first case reduces the peak base shear, RMS floor acceleration, peak structural shear, peak interstory drift, and peak floor acceleration by at least 88, 87, 95, 95, and 94%, respectively, for all of the Chilean earthquakes considered. The PPP isolation system in the second case (yielding a 1.0 sec period) and the FPS isolation systems in both cases also significantly reduce the response of the base-isolated structure from that of the fixed-base structure.

Hoy en día existen diversas estructuras en la que se ha dado la aplicación del concreto liviano estructural, por lo que empresas contratistas apuestan por agregados livianos para fabricar concreto liviano de alta resistencia y que cumpla con sus requisitos de diseño. Estos estudios comenzaron a principios de la década de 1980, con óptimos resultados en 1992. Como resultado de todos estos aportes, la información de diseño se ha convertido al alcance de muchos profesionales, y ha permitido que el concreto liviano sea utilizado en alta resistencia y alta durabilidad (Hoff 1992). Es por ello mismo, que nuestra investigación propone el uso de un concreto liviano estructural con perlita de poliestireno expandido en un sistema de albañilería confinada. Este estudio comprende la elaboración del diseño de un concreto liviano estructural; en primer lugar, se investigó un rango apropiado de perlita ya que según Thanon y Jihad (2016) señalan que para obtener óptimos resultados en resistencia a compresión la dosificación de perlita debe variar entre un intervalo de 13-23% ,y es por ello mismo que se escoge trabajar con un porcentaje de 16 % de perlita de poliestireno expandido, pero para términos de comprobación en las propiedades térmicas, también se diseñó con 26% y 36% de perlita; en segundo lugar, para proceder a realizar el diseño del concreto se diseña en base a los requisitos mínimos que establece ACI 318 y con referencias en ACI 211R, la cual interviene en ciertos parámetros para obtener las características de un concreto liviano estructural. / Today there are various structures in which there has been the application of lightweight structural concrete, so contractor companies are committed to lightweight aggregates to manufacture lightweight, high strength concrete that meets its design requirements. These studies conducted in the early 1980s, with optimal results in 1992. As a result of all these contributions, design information has become available to many professionals, and has allowed light concrete to be used for new applications and novelties where high strength and high durability are desirable (Hoff 1992). That is why our research proposes the use of a lightweight structural concrete with expanded polystyrene bead in a confined masonry system for single-family homes. This study includes the development of the design of a lightweight structural concrete; First, a range of bead was investigated since according to Thanon and Jihad (2016) it was pointed out that to obtain optimum results in compressive strength the dosage of perlite must vary between a range of 13-23%, and that is why same that it is chosen to work with a percentage of 16% expanded polystyrene perlite, but for terms of checking the thermal properties, it is also designed with 26% and 36% perlite; secondly, to proceed with the design of the concrete, it is designed based on the minimum requirements established by ACI 318 and with references in ACI 211R, the quality of intervention in specific parameters to obtain the characteristics of a lightweight structural concrete. / Tesis

El Perú, debido a su ubicación geográfica en el Cinturón de Fuego del Pacífico, es un país con alta sismicidad; lo que hace que nuestras edificaciones se encuentren experimentando la ocurrencia de sismos con mucha frecuencia. A lo largo de los años, dichos eventos no habrían liberado la energía sísmica acumulada en su totalidad, por lo que el país se encuentra en un silencio sísmico, a la espera de un sismo de gran magnitud. Asimismo, existen muchas edificaciones esenciales, tales como hospitales, que fueron construidos antes de la emisión de la primera norma de Diseño Sismorresistente en 1970; siendo diseñadas posiblemente solo considerando cargas de gravedad. Es por esta razón que se tiene la incertidumbre de cuán preparadas están dichas edificaciones esenciales ante la ocurrencia de próximos eventos sísmicos de gran magnitud Este estudio presenta una serie de metodologías de tratamiento de registros sísmicos, modelamiento no lineal de una estructura de albañilería artesanal y su calibración con resultados experimentales, aplicación del análisis dinámico incremental (IDA) y proceso estadístico de los resultados. Todo ello para generar funciones de fragilidad analíticas que permitan estimar la probabilidad de exceder cada estado de daño para una determinada demanda sísmica. Los resultados muestran que las funciones de fragilidad analíticas son una herramienta útil para estimar la vulnerabilidad sísmica, puesto que se obtuvo altas probabilidades de colapso en ambas direcciones ortogonales. / Peru, due to its geographical location in the Pacific Ring of Fire, is a country with high seismicity; which makes our buildings are experiencing the occurrence of earthquakes very frequently. Over the years, these events would not have released the seismic energy accumulated in its entirety, so that’s why the country is waiting for a big earthquake. Also, there are many essential buildings, such as hospitals, that were built before the issuance of the first Seismic-Resistant Design standard in 1970; being designed possibly considering gravity loads. It’s for this reason that exist an uncertainty of how prepared our essential buildings are in the face of the occurrence of earthquakes of great magnitude. This study presents a series of methodologies for the treatment of seismic records, nonlinear structure modeling, application of incremental dynamic analysis (IDA) and statistical process of the results. All this to generate analytical fragility functions that allow estimating the probability of exceeding each damage state for a given seismic demand. The results show that analytical fragility functions are a useful tool to estimating the seismic vulnerability, because we obtain high probability of collapse in both orthogonal directions. Also, the results show the needed to reinforce this facilities. / Tesis

Las Redes Neuronales Artificiales (RNA) se han desarrollado en el campo de ingeniería estructural cada vez más con el paso de los años, esta herramienta trata de simular el comportamiento de las neuronas biológicas permitiendo adaptarse a cualquier entorno y resolver diferentes tipos de problemas. En la presente investigación, se aplica al diseño estructural de viviendas de albañilería confinada a estructuras regulares con una geometría rectangular en planta. La aplicación de la red neuronal en este campo nos permite ahorrar tiempo y costos de diseño, así mismo, solo se requiere de personas con un conocimiento básico de manejo de computadoras o aplicativos móviles para la operación de la red neuronal. De este modo, es más sencillo poder otorgar diseños estructurales preliminares a usuarios con escasos recursos económicos que deseen construir viviendas de albañilería confinada. En la presente investigación, se aplican las redes neuronales para el diseño estructural de viviendas de albañilería confinada de 1 a 4 pisos ubicadas en los distritos de Lima con perfil de suelo tipo S1. Para ello, se realizó el diseño de 33 viviendas que cumplen con las especificaciones del Reglamento Nacional de Edificaciones (E020, E030 y E070), estos diseños se usaron como modelos de entrenamiento para el proceso de aprendizaje de la red neuronal y de esta manera se obtuvo un modelo de RNA capaz de diseñar viviendas de albañilería confinada con un error menor al 10%. / Artificial Neural Networks (ANN) have been developed in the field of structural engineering more and more over the years, this tool tries to simulate the behavior of biological neurons allowing to adapt to any environment and solve different types of problems. In the present research, it is applied to the structural design of masonry houses confined to regular structures with a rectangular geometry in plan. The application of the neuronal network in this field allows us to save time and design costs. Likewise, it only requires people with basic knowledge of computer handling or mobile applications for the operation of the neuronal network. In this way, it is easier to provide preliminary structural designs to users with limited economic resources who wish to build confined masonry housing. In the present investigation, the neural networks are applied for the structural design of confined masonry houses from 1 to 4 floors located in in Lima districts with soil profile type S1. For this, the design of 33 houses that meet the specifications of the National Building Regulations (E020, E030 and E070) was carried out, these designs were used as training models for the learning process of the neural network and in this way obtained an RNA model capable of designing confined masonry houses with an error of less than 10%. / Tesis

Γίνεται μια γενική ανφορά στο πρόβλημα της ενίσχυσης φέρουσας τοιχοποιίας με σύνθετα υλικά και παρουσιάζονται οι μέχρι τώρα τεχνικές και τρόποι εφαρμογής της μεθόδου. Στη συνέχεια αναπτύσεται λογισμικό το οποίο συνδιάζει την χρήση των πεπερασμένων στοιχείων και των προσομοιωμάτων θλιπτήρων-ελκυστήρων για την σύνθεση του τασικού πεδίου μεμονομένων δομικών στοιχείων Φ.Τ. Αντικειμενικός σκοπός είναι η σύνθεση ενός δικτυώματος από την επίλυση του οποίου να προκύπτει η τοπολογία των οπλισμών και η εκτίμηση του απαιτούμενου εμβαδού σύνθετου υλικού. Παρουσιάζονται τα πειραματικά αποτελέσματα που έχουν προκύψει απο δοκίμια περισφιγμένα διαφόρους τύπους σύνθετου υλικού, για διαφορετικά γεωμετρικέ χαρακτηριστικά και ποσότητες οπλισμού, καθώς και υλικό εμποτισμού. Βαθμονομείται ένα αναλτυικό προσομοίωμα για την περισφιγμένη τοιχοποιία με σύνθετα υλικά. Καταστρώνονται οι εξισώσεις σχεδιασμού Φ.Τ. ενισχυμένης με σύνθετα υλικά για τις κλασσικές περιπτώσεις καταπόνησης και συντίθεται λογισμικό που χρησιμοποιεί τις εξισώσεις αυτές. / Strengthening of masonry structures with FRPs. A general overview of the method and presentation of all the related topics that are known until today. Evaluation of a software that combines the finite element method with the strut-and -tie models in the composition of the stress field of a given load bearing masonry element. The purpose of the method is to compose a truss, from the given stress field, in order to identify the topology of the reinforcment (FRP strips), as well as the amount of the strips needed to be placed in the positions of the struts. Experimental investigation of the confined masonry with FRPs. Presentation of the experimental data using specimens with various b/h ratios confined with different type of fibers, layers of reinforcement, smoothening radious of the corners and with different type of impregnation materials. Synthesis of the equations governing the most important cases of strengthening masonry structures with FRPs and composition of a software for the design of such cases.