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Metodología para la modelación, cálculo y calibración de parámetros de la amenaza sísmica para la evaluación probabilista del riesgoBernal Granados, Gabriel Andrés 09 November 2014 (has links)
In the assessment of seismic risk, hazard is one of its main components, given that, from a probabilistic perspective, provides the annual rates of exceedance of the intensities of strong motion in the site or region of analysis, or alternatively, provides a set of stochastically generated events that fully represent the hazard of the site or region of analysis. This thesis provides methodological elements of two major components of the assessment of seismic hazard: the attenuation of strong motion and site effects.
A numerical procedure for the calibration of a source spectrum model to find the optimal combination of seismological parameters and derive unbiased ground motion prediction equations is presented, using available accelerogram recordings as calibration target. The source spectrum model is used to compute the radiated spectra of SH-waves for different seismic moments and hypocentral distances, combining point (far field) and finite (near field) source models. The expected value of the peak ground acceleration is computed from the radiated spectra using random vibrations theory. A genetic algorithm is used to search for the source spectrum parameters that best fit the available strong motion recordings. The procedure can be applied to any region with statistically significant accelerogram records. The proposed methodology is followed to derive spectral ground motion prediction equations compatible with the seismo-tectonic environment of Colombia, using 206 strong motion recordings as the calibration target. The obtained ground motion prediction equations are compared with those used in the latest national seismic hazard assessment study of Colombia. The comparison shows that the strong ground motion prediction equations obtained using the proposed methodology have lower residual bias, showing reasonable matching between them and the real strong motion recordings.
Furthermore, in this thesis a methodology for assessing site effects in cities was developed, which is based on the geometry of the prevailing geological formations and their relation to soft soil deposits. The methodology allows to calculate the soil dynamic response at any location within a city, using a geotechnical seismic response model, which is based on the generation of synthetic stratigraphies from the definition of depth profiles of geotechnical properties relevant in assessing the seismic amplification. These geotechnical properties are modeled as random variables, in order to include in the model, in a consistent way, the uncertainty associated with the lack of the exact value of these properties in depth. This site effects model can be applied with three main objectives: i) obtaining transfer functions of the response spectrum for risk assessment, ii) generating Shake-Maps for emergency response purposes, and iii) the seismic microzonation of a city and obtaining elastic seismic-resistant design spectra.
The methodologies presented here are a first step towards the construction of more detailed models of seismic hazard, which adequately reflect the specific conditions of the region where they are applied. This leads to the definition of more accurate models of seismic risk, to reduce the uncertainties associated with the assessment of the hazard and, therefore, to obtain tighter estimates of losses in order to provide decision makers with reliable information for the proper management of seismic risk. / Dentro del análisis de riesgo sísmico, la evaluación de la amenaza es uno de sus principales componentes, dado que, desde una perspectiva probabilista, provee las tasas de excedencia anuales de las intensidades de movimiento fuerte en el sitio o región de análisis, o alternativamente, provee un conjunto de eventos generados de manera estocástica que representan integralmente la amenaza del sitio o región de análisis. Esta tesis aporta elementos metodológicos en dos componentes principales de la evaluación de la amenaza sísmica: la atenuación del movimiento fuerte y la evaluación de efectos de sitio. Se propone un procedimiento numérico para la calibración de un modelo de espectro de fuente, para obtener la combinación óptima de parámetros sismológicos con el fin de calcular funciones de atenuación no sesgadas en términos de la aceleración espectral en roca firme, usando los registros acelerográficos disponibles como objetivo de calibración. El modelo de espectro de fuente es usado para calcular el espectro radiado de aceleración para diferentes momentos sísmicos y distancias hipocentrales, combinando modelos de fuente puntual (campo lejano) y fuente finita (campo cercano). El valor esperado de la aceleración máxima del terreno se calcula del espectro radiado usando teoría de vibraciones aleatorias. Un algoritmo genético es implementado para buscar los parámetros sismológicos del modelo de espectro de fuente que mejor se ajusten a los registros acelerográficos disponibles. Posteriormente, se extiende el procedimiento de calibración a aceleraciones espectrales para diferentes periodos estructurales. Esta metodología puede ser aplicada en cualquier región con una cantidad estadísticamente significativa de registros acelerográficos. La metodología propuesta es empleada para generar funciones de atenuación compatibles con el entorno sismo tectónico de Colombia, usando 206 acelerogramas como objetivo de calibración. Las funciones de atenuación obtenidas son comparadas con las usadas en el más reciente estudio de amenaza sísmica de Colombia. La comparación muestra que las funciones de atenuación obtenidas en esta tesis presentan el menor sesgo, mostrando un ajuste razonable entre ellas y los acelerogramas disponibles. Por otra parte, en esta tesis se desarrolló una metodología para la evaluación de efectos de sitio en ciudades, la cual está basada en la geometría de las formaciones geológicas que dan origen a los suelos blandos. La metodología permite calcular la respuesta dinámica del suelo en cualquier punto dentro de una ciudad, haciendo uso de un modelo geotécnico de respuesta sísmica, el cual se basa en la generación de estratigrafías sintéticas a partir de la definición de perfiles en profundidad de las propiedades geotécnicas relevantes en la evaluación de la amplificación sísmica. Estas propiedades geotécnicas son modeladas como variables aleatorias, con el fin de incluir en el modelo, de una manera adecuada, la incertidumbre asociada al desconocimiento del valor exacto de dichas propiedades en profundidad. El modelo de efectos de sitio puede ser aplicado con tres objetivos principales: i) la obtención de funciones de transferencia del espectro de respuesta para análisis de riesgo, ii) la generación de shakemaps con fines de respuesta a emergencias, y iii) la microzonificación sísmica de la ciudad y obtención de espectros elásticos de diseño sismo-resistente. Las metodologías acá presentadas son un primer paso hacia la construcción de modelos de amenaza sísmica más detallados, que reflejen adecuadamente las condiciones particulares de la región en donde son aplicados. Esto deriva en la definición de modelos de riesgo sísmico más acertados, que permitan reducir las incertidumbres asociadas a la evaluación de la amenaza y, por lo tanto, obtener estimaciones de pérdidas más ajustadas con el fin de proveer a los tomadores de decisiones con información confiable y segura para la adecuada gestión del riesgo sísmico.
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Web crippling and local buckling response of stainless steel sectionsBock Montero, Marina 06 February 2015 (has links)
This thesis examines the response of stainless steel members when subjected to transverse and normal forces triggering the instability phenomena called web crippling and local buckling, respectively. Currently, the part of Eurocode dealing with stainless steel, EN 1993-1-4 (2006) misses design provisions for web crippling and the applicability of some of its aspects is yet to be fully verified especially for application to ferritic stainless steel.
The first part of the thesis laid in the development of design equations for the treatment of web crippling in stainless steel sections which are currently designed following specifications given in EN 1993-1-3 (2006) for cold-formed carbon steel. Two design approaches were derived covering austenitic and ferritic stainless steels: an empiric equation, in line with the current provisions for web crippling design given in EN 1993-1-3 (2006); and an alternative semi-empiric design method based on strength curves which enables a better understanding of the phenomenon and showed to significantly improve web crippling predictions.
For the second part of the thesis, the applicability of the local buckling design provisions given in EN 1993-1-4 (2006) to ferritic stainless steel was examined giving focus to the slenderness limits and the effective width equations. The results showed that EN 1993-1-4 (2006) can safely be applied to ferritic stainless steel, though the code is rather conservative in comparison with other methods. Finally, a modification of the effective width equation incorporating element interaction effects was proposed which allows an improvement of cross-section capacity predictions and enables to amend the effective width method to the same level of alternative design approaches but promoting the use of the concepts currently considered in Eurocode.
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Resistencia a cortante de los forjados de vigueta pretensada y bovedillaRibas Gonzalez, Carlos R. 09 December 2013 (has links)
A pesar de que los forjados de vigueta pretensada y bovedilla se han utilizado desde los años 40 en prácticamente todo el mundo, los modelos que actualmente se utilizan para su cálculo frente al Estado Límite Último de cortante adolecen de falta de base teórica e incluso experimental.
El objetivo principal de esta tesis es contribuir al avance del conocimiento del comportamiento frente a la rotura de las vigas que componen los forjados de vigueta pretensada y bovedilla, fundamentalmente a cortante.
Para ello, y en primer lugar, se ha llevado a cabo una extensa revisión del estado actual del conocimiento de la resistencia a cortante, tanto para los nervios que componen los forjados de vigueta pretensada y bovedilla, como para vigas con sección en T sin armadura a cortante, así como una profunda investigación de campañas experimentales anteriores.
Se han realizado dos campañas experimentales sobre nervios de forjados de vigueta pretensada y bovedilla a flexión y cortante. Las principales variables de diseño han sido: el espesor de la capa de compresión, el tipo de vigueta, la cuantía de armado longitudinal, la tensión en el hormigón de la vigueta debida al pretensado y el canto total del forjado. Los resultados obtenidos han sido analizados para estudiar la influencia de las citadas variables, y se han comparado con las predicciones de los métodos que se utilizan para el diseño de este tipo de elementos.
Además, los elementos ensayados se han analizado mediante el software TINSA-EVO, basado en un refinado modelo de análisis seccional no lineal y fisuración distribuida con rotación, con el objetivo de entender mejor la distribución de tensiones a nivel seccional en este tipo de elementos. Los resultados de este análisis se han comparado con los resultados experimentales. Finalmente se ha propuesto un modelo mecánico de dimensionamiento frente a estado límite último para forjados de vigueta pretensada y bovedilla. El modelo mecánico presenta resultados satisfactorios frente a los nervios de forjado de vigueta pretensada y bovedilla ensayados. Se ha extrapolado el modelo para el cálculo de la resistencia a cortante de vigas con sección
en T sin armadura a cortante, obteniendo también en este caso resultados satisfactorios, y coherentes, con los resultados de las campañas experimentales existentes en la bibliografía. Por último, se plantean varias sugerencias de futuras líneas de trabajo, resultado de la evolución del conocimiento sobre el tema
de estudio durante el desarrollo de esta tesis doctoral / Although beam-and-block floors have been in use around the world since the 40s, the models currently used to calculate shear failure strength lack a strong theoretical foundation and even experimental data is sparse. The aimof this research is to contribute to our knowledge of the behavior and strength of beam-and-block floors, principally those exposed to shear stress.
To achieve this objective, an extensive review of the current state of the knowledge of shear strengths for beam-and-block floors, and T-section beams without shear reinforcement was done, as well as in-depth research into the previous experimental results.
An experimental programme testing the beams that form beam-and-block floors under a load point was performed. Main design variables were: flange thickness, precast beam type, degree of longitudinal reinforcement, stress in the precast concrete caused by prestressing, and beam-and-block floor depth. Results were analyzed to study the influence of these variables, and are also compared with the predictions generated by the methods used to design these types of elements.
Additionally, tested elements were analyzed using the TINSA-EVO software, which is based on a smeared-crack, nonlinear sectional model with rotating-cracks, to better understand the stress distribution in the section of this type of elements. Results of this analysis were compared with the experimental results.
Furthermore, a mechanical model for the design and prediction of beam-and-block floor resistance was proposed. The mechanical model agreed with the experimental results. The model was extrapolated to calculate the shear strength of T-section beams without shear reinforcement, and the model was in good agreement with experimental results from the literature.
Finally, some recommendations for future studies are made based on these findings.
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Junta de Protección a la Infancia de Barcelona, 1908-1985: Aproximación histórica y Guía Documental de su Archivo, LaSánchez-Valverde Visus, Carlos 20 April 2007 (has links)
La tesis recoge el rescate, la ordenación y una primera catalogación del Archivo de la Junta de Protección a la Infancia (Menores) de Barcelona, institución que se crea en 1908 y que estuvo vigente hasta 1985. Este archivo se encuentra actualmente depositado en el Arxiu Nacional de Catalunya (ANC), agrupado en los Fondos Documentales 334 y 181.Por su componente y carácter documental y documentario primordial y con los instrumentos que facilita (una GUÍA que agrupa la información de los legajos desde diversos criterios de tipo cronólogico, técnico, etc.), hará más fácil y productivo el acceso a este archivo por parte del "corpus académico" y del público en general.Se acompaña de estudios complementarios de enmarcamiento histórico y pedagógico que describen: · el proceso de construcción del "espacio social infancia"; · las diferentes respuestas e instituciones, que históricamente se han sucedido en la acción social con la infancia (con especial incidencia en aquellas situadas en Barcelona); · la situación económica, política y social que ve alumbrar la institución en nuestro país; · y se explican las posiciones institucionales y pedagógicas en las que se inscribe la misma, relacionándolas con los factores que la hicieron posible: la aposentación del sistema de burgués basado en el proto-estado social, que se configura en el cambio de siglo del XIX al XX.Realiza también, desde la explotación de la información y de los datos del mismo Archivo, un estudio, introductorio, del transcurso histórico de la institución, en todo su recorrido cronólogico, presentando asímismo, una explicación y descripción lógica de la institución Junta de Protección a la Infància de Barcelona en toda su función y proyección social, desde el estudio diacrónico histórico, y todo ello, relacionándolo sincrónicamente con la historia de la educación social, en particular, y de la acción social, en general.Se complementa con 4 anexos que recogen: la información legislativa de las normas de afectación a la misma, inventarios de archivos complementarios y la reproducción facsímil de más de 20 documentos seleccionados del Archivo, que se presentan comentados y contextualizados y que sirven para ofrecer una imagen representativa bastante ajustada de la institución y de su recorrido histórico. / The PhD thesis encompasses the recuperation, the sorting and also an initial cataloguing of the Archive of the 'Junta de Protección a la Infancia (Menores) de Barcelona' (the Barcelona Childhood (Minors) Protection Board), an institution which was established in 1908 and in operation until 1985. This Archive is currently deposited in the 'Arxiu Nacional de Catalunya (ANC)' (National Archive of Catalonia), classified under the 'Fondos Documentales' 334 and 181.Owing to its documentary components and character and, and thanks to the type of tools it offers (a criteria specific GUIDE classifying information from the various registers according to chronological, technical, etc. specifications) it should provide for an easier and more productive access to this archive both for academic bodies and for the public in general.The PhD thesis is complemented by additional historically and pedagogically based analyses describing the following aspects: · the process related to the construction of the "social childhood space"; · the various types of responses and institutions which historically have come about as a result of social action with regards to childhood (with a particular level of incidence of those located in Barcelona); · the economical, political and social situation in which the institution comes to light in our country; · an explanation of the institutional and pedagogical positions in which the institution is inscribed is also offered, relating these positions to the factors which brought about the institution: the establishment of a bourgeois type system based on the social proto-state, shaped during the transition from the 19th to the 20th century.Drawing upon the information and the data available in the Archive, the PhD thesis also comprises an introductory study of the historical lifespan of the institution in the entirety of its chronological development. Moreover, it offers an explanation and a logical description of the 'Junta de Protección a la Infancia de Barcelona', fully covering the aspect of its social function and projection. This is carried out by means of a historical diachronic analysis, entirely interrelated synchronically with the history of social education in particular and social action in general. The PhD thesis is further complemented by 4 appendixes which encompass: the legislative information regarding the norms, in addition to inventories of complementary archives and facsimile copies of more than 20 selected documents from the Archive, all of which are commented and contextualised, thus providing a representative and relatively balanced image of the institution and its historical background.
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Estudio descriptivo sobre la influencia de la sociedad de consumo en los valores y hábitos de los adolescentes de la provincia de BarcelonaBerríos Valenzuela, Llarela Alejandra 20 June 2007 (has links)
Nuestra investigación la enmarcamos en el enfoque Ex-post-facto descriptivo por encuesta debido a que es el más pertinente para realizar nuestro estudio, porque nuestro propósito es: identificar los hábitos de consumo en la población adolescente de la provincia de Barcelona, así como establecer el grado de influencia que la sociedad actual ejerce en la configuración de sus valores. La causa fundamental reside en que cuando hemos realizado el estudio, o bien los hechos que configuran el fenómeno ya se han producido, o no poseemos las claves que lo producen, y por tanto, difícilmente podemos asumir el dominio.Por la magnitud del estudio, se ha diseñado el informe en dos partes. En la primera se ofrece una aproximación a la contextualización teórica, la cuál a su vez consta de tres capítulos.El primero se denomina: "la adolescencia, etapa clave en la construcción de la matriz de valores", dónde se ofrece una aproximación teórico conceptual sobre esta etapa de la vida llamada adolescencia en donde se abordan las características -cambios físicos y psicológicos-, la construcción de valores, y el desarrollo moral basándonos principalmente, en las obras de Piaget y Kohlberg y la construcción de la identidad.En el segundo capítulo: "la sociedad de consumo", realizaremos una caracterización de ésta, abordaremos los riesgos con conlleva para la humanidad y nos detendremos en el análisis de la adolescencia y consumo. En este punto se destacan aspectos tales como: identidad juvenil, diferencias de género y las actitudes ante el consumo. En este apartado es ineludible abordar el tema de la publicidad ya que es la principal estrategia que utiliza la sociedad de consumo. Por ésta y otras razones, consideramos la necesidad de una educación para el consumo, y ofrecemos algunas pautas.En el tercer capítulo:"valores de la sociedad de consumo", nos interesa aproximarnos al concepto de valores, conocer la relación entre éstos y la sociedad de consumo, así como también, los que prevalecen dentro de está sociedad y los que están en crisis. Nos referimos a los valores de los jóvenes, la importancia de la familia y de la educación en este ámbito.En la segunda parte, se desarrollan cuatro capítulos. El cuarto capítulo presenta las pautas metodológicas que vertebran esta investigación, de tipo empírico-analítica y que se sitúa dentro del paradigma positivista cuantitativo. En este capítulo se realiza el planteamiento del problema, la delimitación de los objetivos, se define la muestra que está constituida por: adolescentes, familias y docentes de institutos públicos de la provincia de Barcelona. Se detallan los instrumentos utilizados: cuestionario para obtener información general sobre el tema de estudio por parte de los chicos/as y sus familias, y entrevistas para profundizar en la opinión del profesorado. Posteriormente, se demuestra la validez y fiabilidad de los instrumentos y, por último, se consideran los criterios de rigor científico que se deben tener en cuenta en la investigación educativa.El quinto capítulo ofrece la descripción, análisis e interpretación de los datos obtenidos en los cuestionarios aplicados a los adolescentes y sus familias, así como en las entrevistas realizadas a los docentes. En este proceso se utilizaron dos sistemas informáticos para el análisis de los datos: el programa SPSS (versión 12.0 y 15.0) para análisis de datos cuantitativos y el programa de análisis de datos cualitativos Atlas-ti. En el primer caso se elaboraron dos matrices, una para los chicos/as y otra para las familias, donde se procedió a vaciar los datos, que posteriormente se convirtieron en gráficas con porcentajes. Para el análisis de datos cualitativos se utilizó un análisis de categorías que fueron elaboradas a priori.El sexto capítulo titulado: "la publicidad y las actitudes consumistas de los jóvenes: análisis y prospectiva psicopedagógica", se realizó en la facultad de Ciencias de la Formación de la Universidad de Messina (Sicilia-Italia) bajo la dirección del profesor Antonio Michelin-Salomon, con el propósito de recoger información sobre la percepción que tienen los adolescentes de Messina respecto al consumo y la publicidad. Para conseguir recabar esta información, realizamos un abstract de ocho preguntas del cuestionario original que se aplicó en Barcelona, con el objetivo de establecer una comparación entre las respuestas de los adolescentes de ambas ciudades. Cabe destacar que este capítulo además de tener un apartado empírico, también cuenta con una parte teórica en la cual se abordan aspectos tales como: la publicidad en el universo adolescente, el rol que ésta tiene en las actitudes consumistas, la influencia de los mass-media en estas actitudes, los estereotipos y la influencia de la moda y por último, se ofrecen algunas consideraciones psicopedagógicas para tratar este tema.En el séptimo capítulo se establecen las conclusiones en base a cada uno de los objetivos planteados en este trabajo, también se proponen algunas líneas sobre la prospectiva de la investigación y los límites de ésta. Finalmente encontraremos las referencias bibliográficas utilizadas y los anexos que complementan la información detallada a lo largo de este proceso investigador. / Our research is part of the Ex-post-facto descriptive approach through questionnaire, due to the fact that it is the most appropriate to carry out our study, because our purpose is to identify the consumer habits of the adolescent population in Barcelona province, and to establish the degree of influence that present society exerts in the configuration of their values. The fundamental cause resides in that when we have carried out this study, or when the facts that shape the phenomenon have already happened, or we do not have the key that produce it and, so, it is difficult for us to be able to assume control.Due to the extent of the study, the report has been designed in two parts. In the first part a theoretical contextualization approach is offered, which consists of three chapters.The first chapter: "Adolescence, a key stage in the construction of the values array", offers a theoretical conceptual approach about this stage in life called adolescence, where we deal with physical and psychological changes, construction of values, and the moral development mainly based on the works by Piaget and Kohlberg and the construction of the identity.In the second chapter: "Consumer society", we carry out a characterization of this society, and we deal with the risks that it has for Humanity, focusing on the adolescence and consumer analysis. In this part, we highlight aspects such as youth identity, genre differences and consumer attitudes. In this section is unavoidable to tackle the publicity issue, as it is the main strategy that consumer society uses. For this and other reasons, we consider the need of an education for consumers, and offer some guidelines.In the third chapter: "Consumer society values", we are interested in an approach to the concept of values, to know the relationship between values and the consumer society, as well as, those that prevail in this society and those which are in crisis. We refer to the youth's values, the importance of the family and of education in this field. In the second part, four chapters are developed. The fourth chapter presents the methodological guidelines that support this empirical and analytical research and which are within the positivist quantitative paradigm. In this chapter we present the problem, the delimitation of the objectives and define the sample that consists of: adolescents, families and high school teachers in Barcelona province. We detail the tools used: questionnaires to gather general information on the subject of study from the boys and girls and their families, and interviews to go more deeply into the teachers' opinion. Later, we prove the validity and reliability of the tools, and, lastly, we consider the scientific precision criteria that must be taken into account in the educative research. Chapter five offers a description, analysis and interpretation of the data obtained in the questionnaires filled in by the adolescents and their families, and of the interviews with the teachers. In this process two computer systems for data analysis were used: The SPSS programme (versions 12.0 and 15.0) for the quantitative data analysis and the Atlas-ti programme for the qualitative data analysis. In the first case two matrixes were drawn up, one for the boys and girls and another for their families, where the data were introduced and that lately became percentage graphs. For the qualitative data analysis a categories analysis a priori made was used.Chapter six called: "Publicity and Youth's Consumer Attitudes: Analysis and Psychopedagogy Prospective" was carried out at the Faculty of Education Science, Messina University (Sicily-Italy) under the supervision of Professor Antonio Michelin-Salomon, with the aim of collecting information about the perception that the adolescents in Messina have in relation to consumerism and publicity. To get this information we made an eight question abstract from the original questionnaire applied in Barcelona, with the aim of establishing a comparison between the answers of the adolescents from the two different towns. We should highlight that this chapter apart from having an empirical section, it also has a theoretical part in which we tackle aspects such as publicity in the adolescence world, their role in their consumer attitudes, the mass-media influence in these attitudes, the stereotypes and fashion influence, and finally, we offer some psychopedagogical considerations to deal with this subject .In chapter seven we establish the conclusions about each of the objectives considered in this work, as well, we suggest some guidelines on the research prospective and its limits.Finally, you will find the literatura references and some annexes that complement detailed information about this research are presented.
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Contribución al diseño eficiente de la configuración en planta de líneas de alta velocidadMartín Cañizares, María del Pilar 16 November 2015 (has links)
Building a high-speed line requires significant investment and its design strongly influences the operation, with the aggravating circumstance that subsequent modifications not initially planned are not always feasible at a reasonable cost. It is therefore necessary to define optimal infrastructure configurations.
Design principles of high-speed lines have remained unchanged for 50 years and are similar to all lines. For this reason it is crucial to review, update and adapt them to the future and specific requirements of each line.
This thesis identifies two dimensions which should be considered when designing a new high speed line:
-Time dimension: capacity requirements are not constant throughout the life cycle of the infrastructure. Usually there is an upward trend but subject to many uncertainties. Thus, the time dimension involves the study of scalable design, which allows adapting supply to demand mitigating the risk of any cost overrun.
- Spatial dimension: not all lines and even not all sections of a line have the same functionality in a railway network. Traffic patterns, demand volumes and speed requirements, differ from one section to another, so that the equipment must also be different and adapted to the particular conditions. Moreover, sometimes a new highspeed line is planned to link populations that hitherto had conventional line to reduce travel times. In such cases, a decision will have to be taken on what to do with the existing line.
The aim of this thesis is to undertake a systematic analysis considering both dimensions and addressing in detail technical and economic aspects to finally present the Two-dimensional design methodology for high speed lines as a tool to achieve efficient design. The analysis is confined to the track layout of new high speed lines.
On the basis of a detailed analysis of the high-speed networks in Japan, France and Spain, common design patterns are identified. Furthermore, using graph theory and network science, it is quantified how the structure and topology of the networks influence operation and capacity.
An analysis of the economic implications of adopting different designs (single track, double track, scalable design…) is performed. Infrastructure investment, maintenance and operation costs, as well as costs and revenues of a railway operator and external costs are discussed. All cost and revenue drivers are identified. Guideline values are provided, detailed enough to undertake a socio-economic assessment in the absence of actual data.
Subsequently, technical aspects are addressed, analysing in depth time and spatial dimensions, presenting, evaluating and comparing the design solutions available. The analysis is based on simulation, combining different infrastructure variants, train types and headways. It allows drawing some general conclusions, always bearing in mind that each line has its particularities and constraints.
Following study of economic and technical aspects in both dimensions they are interconnected, presenting the Two-dimensional design methodology for high speed lines.
The proposed methodology is applied to the Ourense-Lugo high speed line to verify its usability. / La construcción de una línea de alta velocidad requiere una cuantiosa inversión y su diseño condiciona fuertemente la operación, dándose la circunstancia agravante de que realizar modificaciones posteriores no previstas inicialmente no siempre es factible a un coste razonable. Por ello resulta necesario acercarse a una configuración óptima de la infraestructura.
Los principios de diseño de líneas de alta velocidad han permanecido inmutables y similares para todas las líneas desde hace 50 años, urge por tanto realizar una revisión y actualización de los mismos adaptándolos a los requerimientos futuros y particulares de cada línea. En general las líneas se planifican desde un principio para atender elevados volúmenes de tráfico incurriendo en el riesgo de que la demanda prevista no se alcance hasta muy avanzado el ciclo de vida de la infraestructura o, en el peor de los casos, por razones estructurales no llegue a alcanzarse. Dicho sobredimensionamiento, aunque sea temporal, supone un sobrecoste y asignación ineficiente de los recursos económicos.
En esta tesis se identifican dos dimensiones que deben considerarse al diseñar una nueva línea de alta velocidad:
- Dimensional temporal: los requerimientos de capacidad no son constantes a lo largo del ciclo de vida de la infraestructura, por lo general la tendencia es creciente pero existen múltiples incertidumbres. Por ello la dimensión temporal comprende el estudio de la escalabilidad del diseño, de manera que la capacidad ofertada sea acorde a la demanda y evolucione con ésta, evitándose así sobrecostes.
- Dimensión espacial: no todas las líneas e incluso no todas las secciones de una línea tienen la misma funcionalidad en una red ferroviaria. Los patrones de tráfico, volúmenes de demanda y los requisitos de velocidad, difieren de unas secciones a otras y por tanto también el equipamiento debe ser diferente y adaptado a las condiciones particulares. Por otra parte, en ocasiones las nuevas líneas de alta velocidad se plantean para enlazar poblaciones que hasta la fecha disponían de línea convencional, con el objetivo de reducir los tiempos de viaje y en estos casos en
necesario decidir qué hacer con la línea preexistente. Ambas cuestiones se engloban en la dimensión espacial.
El objetivo de esta tesis es realizar un análisis sistemático y conjunto de las dos dimensiones abordando en detalle aspectos técnicos y económicos para finalmente presentar la Metodología de diseño bidimensional de líneas de alta velocidad como herramienta para el diseño eficiente de las mismas. Se define como diseño eficiente aquel que garantiza la disponibilidad, la robustez y el nivel de servicio adecuado a un coste asumible, no sólo en condiciones normales de explotación sino también en estados degradados. El análisis se circunscribe al diseño de la configuración en planta de nuevas líneas de alta velocidad.
Se parte de un análisis de las redes de alta velocidad de Japón, Francia y España que permite conocer las realidades de diseño existentes y determinar la estructura y topología de las redes y como éstas condicionan la operación y los flujos de tráfico que por ellas pueden circular. El
estudio realizado se apoya en la teoría de grafos y la ciencia de redes y permite constatar la homogeneidad de los diseño pese a las particularidades de cada tramo en cuanto a volúmenes de tráfico y ubicación en la red.
A continuación se realiza un análisis de las implicaciones económicas de los diferentes diseños que se pueden adoptar en una línea de alta velocidad. Se analizan los costes de construcción, mantenimiento y operación de infraestructura, los costes e ingresos de un operador de viajeros y los costes externos, introduciéndose como novedad la identificación de todos los inductores de costes e ingresos y aportándose valores unitarios orientativos suficientemente desagregados como para poder realizar una evaluación socioeconómica a falta de datos reales.
Se abordan posteriormente los aspectos técnicos, analizando en profundidad la problemática de las dimensiones temporal y espacial, presentando, evaluando y comparando las diferentes opciones de diseño existentes. Los análisis realizados se basan en la realización de numerosas simulaciones en las que combinan diversas configuraciones de vías, tipologías de tráfico y niveles de capacidad demandados. Estos trabajos permiten extraer algunas conclusiones generales, siempre teniendo presente que cada línea y sus condicionantes son particulares.
Una vez estudiados los aspectos económicos y los técnicos en ambas dimensiones se ponen todos en relación, presentando la Metodología de diseño bidimensional de líneas de alta velocidad que es objeto de esta tesis.
La metodología propuesta se emplea para plantear y evaluar el diseño de la línea de alta velocidad Ourense-Lugo constatando su validez y aplicabilidad.
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Intervenir o conservar: Método de análisis para la evaluación de intervenciones arquitectónicas en comunidades aisladas de alto valor ambientalFentanes Gutiérrez-Zamora, Karla Angélica 26 November 2004 (has links)
La Selva Lacandona de Chiapas, al sureste de la República Mexicana, es una región de 1'800.000 hectáreas de alto valor ambiental. Determinada por las características físicas del ecosistema selvático, ha sido un escenario de invasiones religiosas, explotaciones madereras, agrupaciones y reubicaciones de poblaciones. Hoy en día, se vive un proceso de urbanización inminente que configura manchones de vegetación o delimitados 'oasis de selva'. La comunidad de Metzabok, nuestro caso de estudio, es un asentamiento en el centro de uno de ellos, al norte de la Selva Lacandona. Ante las posibles intervenciones arquitectónicas, el objetivo de esta tesis es generar un método de análisis para la evaluación de dichas intervenciones, teniendo como herramienta el Análisis del Ciclo de los Materiales, la cual se traduce en un balance de masas que analiza los flujos y los depósitos de los materiales involucrados en la vida de una comunidad, pero que en nuestro caso se propone a partir de la arquitectura, de los materiales de construcción y otros utilizados para la habitabilidad. Dicho análisis, representado en un diagrama, expondría el estado del sistema y en un momento dado, permitiría la gestión de los recursos ante momentos de cambio o crecimiento. El método está integrado por tres partes: el análisis de la arquitectura, el análisis de los recursos utilizados para material de construcción y finalmente la representación, por medio de diagramas del ciclo de los materiales del sistema. En la primera parte, se ha realizado un análisis cualitativo y cuantitativo de las 16 viviendas que integran el asentamiento. A partir de los materiales de construcción utilizados en ellas, se han identificado los que provienen del medio foráneo de sistemas productivos industriales y 15 especies vegetales maderables y no maderables extraídas del medio local, y sobre las cuales se ha desarrollado la segunda parte del método debido a su utilización en mayor medida. A partir de dicho análisis y de otros estudios etnobotánicos de referencia se ha identificado que dichas especies son simultáneamente útiles para otras formas de uso que demanda la comunidad, que se obtienen en territorios productivos bajo ciertas estrategias de accesibilidad y formas de aprovechamiento. De tal forma, la disponibilidad de recursos para futuras intervenciones se ha aproximado en función, por un lado, de la multiplicidad de usos de las especies y las demandas para dichos usos, y por otro lado, por las características fisiológicas y el tiempo de reproducción de las especies en su ecosistema. Los resultados indican las complejas relaciones establecidas en el sistema del grupo humano y su medio. Por ejemplo, los recursos para material de construcción se encuentran estrechamente relacionados con los recursos para leña, siendo que la demanda superior que esta última implica se convierte en un factor limitante a la disponibilidad de recursos para la construcción, por lo que ineluctablemente para la gestión sostenible de recursos debe ser considerado el funcionamiento del sistema completo. Así mismo, el método permite delimitar la geografía humana y huella ecológica de la comunidad.
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Optimización del diseño a fatiga de uniones soldadas a tope y su aplicación al dimensionamiento de soldaduras transversales de torres eólicasFernández de Rucoba, David 22 June 2012 (has links)
Esta Tesis Doctoral analiza las distintas metodologías existentes para el análisis a fatiga de uniones soldadas, las valida y las aplica al dimensionamiento de una torre eólica real.
Como se verá a lo largo de este trabajo, existe un gran número de metodologías de análisis a fatiga, muchas de ellas con orígenes en industrias particulares, y cuya consistencia metodológica no está clara. Por ello, no resulta evidente qué metodologías son adecuadas en el diseño a fatiga de la torre eólica, cuáles generan resultados satisfactorios y cuáles no. El estudio comprende un programa experimental que trata de validar su aplicación para el dimensionamiento de soldaduras a tope.
Una vez realizados tanto el análisis como la validación, se aplican los resultados obtenidos al dimensionamiento de una torre eólica real, de manera que se optimice su diseño estructural a fatiga sin que ello vaya en perjuicio de su integridad estructural. / It analyzes the different methodologies for fatigue analysis of welded joints, validates and applies them to the sizing of a real wind tower.
As discussed throughout this work, a large number of methodologies for fatigue analysis, many of them with backgrounds in particular industries, and whose methodological consistency is unclear. Therefore, it is not clear what methodologies are appropriate in the fatigue design of a wind tower, which generate successful results and which don’t. The study includes an experimental program that attempts to validate their application for sizing butt welds.
After performing both analysis and validation, the results are applied to the dimensioning of a real wind tower, so as to optimize their structural design in fatigue without being prejudicial to their structural integrity.
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Valoración de la congruencia espacial entre la actividad residencial y terciaria en el centro urbano de BarcelonaRamírez Carrasco, Francisco 24 March 2003 (has links)
El estudio a continuación propuesto se enmarca dentro del campo de investigación relacionado con las fuerzas que delimitan la asignación locativa de las actividades residencial y terciaria en el interior de la ciudad tradicional. Estas actividades normalmente se implantan en el límite de las libertades que el planeamiento urbanístico establece para cada una de ellas. No obstante, su relación e interacción espacial mantienen en gran medida la estabilidad productiva y el equilibrio del sistema interno de la ciudad. En este sentido, el propósito general de la presente tesis es dimensionar y enlazar las causas y resultados de la congruencia entre las actividades residencial y terciaria dentro de un espacio urbano definido a partir de un contexto locacional existente.De lo anterior se desprende que el estudio de un entorno urbanístico y formalmente concluido, invariablemente, exigirá tomar posición frente a una situación que marcha impulsada por un flujo equilibrado de inercia económica y funcional. De hecho: la hipótesis general de este trabajo se empeña en demostrar la capacidad de las actividades residencial y terciaria en cuanto a su positiva influencia en la renovación potencial de la estructura urbana en el espacio central de la ciudad de Barcelona.La investigación establece un marco teórico relacionado con la valoración apreciativa de la extensión o concentración, de la actividad terciaria en un contexto físico-espacial. En orden a demostrar su favorable repercusión sobre el producto inmobiliario residencial.Mediante un estudio empírico, se clarificará en que medida el uso terciario del suelo urbano condiciona el valor del producto inmobiliario residencial, y como la utilización mixta del suelo puede repercutir sobre un medio ambiente concreto. Provocando un plusvalor o una suboptimización de la función residencial y del producto arquitectónico.Metodológicamente, se plantea el análisis e identificación de las singularidades contextuales de los valores inmobiliarios residenciales expuestos a procesos de terciarización. Y como estas externalidades pueden actuar económicamente sobre el segmento central de la ciudad de Barcelona. A partir de este horizonte conceptual y metodológico, se pueden tratar algunas cuestiones de gran interés y actualidad urbanística como es: el incremento de plusvalía que experimenta el producto inmobiliario central al verse influido tanto por un efecto coyuntural -que incrementa el precio del producto edificado-, como también por una acción terciarizadora - aleatoria o específica- que aumenta el valor y calidad del entorno construido.Este supuesto académico entiende la ciudad como un producto espacial edificado. Sin que ello presuma, de ningún modo, entenderla sólo como una mercancía sujeta a procesos de naturaleza financiera y proyectual vinculada a un modelo de producción neocapitalista. En este sentido, el espíritu académico que impulsa la presente tesis se encuentra en: viabilizar una vía de predicción y diagnóstico para la implementación y diseño de políticas de planificación residencial en relación con el efecto positivo que origina una acción económica dirigida -en este caso la terciaria- sobre un espacio céntrico. En orden a conocer de que manera y ante que condiciones o acciones económicas específicas tiende a ocurrir una cierta reacción o transformación urbanística-residencial espacialmente cuantificable.Consiguiendo, con ello, identificar en que medida las condiciones en el producto inmobiliario residencial resultan alteradas por la acción terciaria de un modo concreto. Y cómo debido a esta acción se verá también afectado el comportamiento espacial de la ciudad central y de los valores urbanos en un nivel general.Así, la investigación sostiene que: la plusvalía inmobiliaria de los espacios centrales es el agente principal de conservación y reproducción urbana. Y que el excedente económico generado en el interior de la ciudad permite potenciar y mejorar el espacio construido contribuyendo a producir nuevas centralidades en la ciudad. / The study proposed in this doctoral thesis it is framed inside the investigation field with the forces that locate the assignment of the residential and tertiary activities into the traditional city of Barcelona. These activities are usually implanted in the limit of the freedoms that the urban planning allow for each one of them. Nevertheless, their relationship and space interaction maintain, in great measure, the productive stability and the balance of the inner city.In this sense, the purpose of the present thesis is to measure and connect the causes and results of the location consistency between the residential and tertiary activities defined into the central urban space. In fact, the study of a inner city environment will demand to take position in front of a situation that goes impelled by a balanced flow between urban economic and urban functions. The hypothesis of this work attemp to demonstrate the capacity of the residential and tertiary activities to its positive influence in the potential renovation of the urban structure in the inner city space. The investigation establishes a theoretical topic related with the appreciative valuation of the extension, or concentration, of the tertiary activity. Located in a physical and space context in order to demonstrate their positive repercussion in fornt of the real state product.By means of an empiric study, it will be clarified the tertiary use of urban land. And also will be measure the value of the real state product into the inner city environment. That cause a increased value, or a devaluation, of the residential product.The analysis make oneself clear the identification of contextual singularities between residential real state values and tertiary processes pre sent in Barcelona city.Starting from this conceptual and methodological horizon, it can be able to explain some questions of great interest: like the appreciation increment value of the central real state product, or the influenced of a locative effect that increases the price and quality of the urban center built environment.This supposition understands the city like a built space product. In this sense, the academic spirit that impels the present thesis is: to viability a prediction and a diagnostic for the implementation of a political residential planning. In connection with the positive effect that originates an economic action directed into a central space.In this way, the thesis sustains that: the real state appreciation of the central space of Barcelona is the main agent of conservation for urban reproduction. And that the internal economic generated inside the inner city improve the built space, contributing to produce news and betters downtown areas in the city.
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Evaluación del riesgo sísmico en zonas urbanasMena Hernández, Ulises 22 July 2002 (has links)
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.
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