The numerical simulation in the field of civil engineering, while widely used in structural design, has not benefited from the full potential offered by new technologies for the analysis and design of composite materials within the framework of the finite element, technologies that are already present in industries such as automotive, aerospace and shipbuilding. This thesis is based on the numerical simulation, and emerges as the need to combine and improve existing technologies in the field of finite element analysis for composite materials, to assess the overall structural behavior of reinforced concrete buildings with masonry in-fills, and consequently, to support the derivation of rational rules for analysis and design purposes. Prior to the beginning of this thesis, a huge concern was the large amount of computational resources needed for both solving systems of linear equations resulting from the use of the finite elements method, and for storing internal variables needed in the integration of constitutive models. Therefore, in this work, computational strategies used to enable the analysis of real life structures are also provided. The simplicity required to handle meshes with high amount of finite elements pushed us to develop a new layered finite element, that can reproduce the non-linear behavior of its constituent materials when there are out-of-plane stresses, this, without having to introduce additional degrees of freedom. The finite element proposed has been com- pared to finite element with different kinematics obtaining excellent results. The robustness and efficiency of the developed methodology for analysis of masonry and concrete buildings, is conditioned by the ability of using different patterns of steel reinforcement, which are typically presented in real life structures. That is why it has also been necessary to develop a computing program capable of reading both finite element meshes, and patterns of fibers represented with convex polygons, and as a result of areas intersections between polygons returns volumetric participation of fiber and matrix of constituents materials for each layer, in addition had to return the fiber orientation with respect to the local axis of the finite element. The numerical results obtained have been compared in some cases with experimental results available in the literature, in other cases, with numerical results obtained using Building Codes, in both cases, there have been good agreement between them. Finally, it has been possible to characterize a representative medium-rise building of Mexico City using the capacity spectrum method. This method is widely used nowadays for the assessment of building behavior, since using fragility curves can represent the ability of a building to resist an earthquake. / La simulación numérica en el campo de la ingeniera civil, aunque es ampliamente utilizada en el diseño estructural, no se ha beneficiado de todo el potencial que ofrecen las nuevas tecnologías para el análisis y diseño de materiales compuestos dentro del marco de los elementos finitos, tecnologías que ya están presenten en industrias como la automotriz, aeroespacial o la naval. Este trabajo de tesis esta basado en la simulación numérica, y surge como la necesidad de combinar y mejorar tecnologías existentes en el campo de los elementos finitos y de análisis de materiales compuestos, para conocer el comportamiento estructural global de los edificios de hormigón armado con rellenos de mampostería, y para apoyar en la derivación de reglas racionales con fines de diseño. Una preocupación previa al inicio de esta tesis doctoral, era la gran cantidad de recursos computacionales necesarios, tanto para la resolución de los sistemas de ecuaciones lineales resultantes con el uso del método de los elementos finitos, como para el almacenamiento de variables internas necesarias en la integración de modelos constitutivos. Por ello, dentro de este trabajo, también se proporcionan las estrategias computacionales usadas que permiten el análisis de estructuras de la vida real. La simplicidad requerida para el manejo de mallas con gran cantidad de elementos finitos lleva a desarrollar un elemento de l¿amina con diferentes capas, que pueda reproducir el comportamiento no lineal de sus materiales componentes cuando existen tensiones fuera del plano, sin que haya que introducir grados de libertad adicionales. El elemento finito propuesto ha sido comparado con elementos finitos de diferente cinemática obteniendo excelentes resultados. La robustez y eficiencia de la metodología desarrollada para el análisis de edificios de hormigón y mampostería, esta condicionada a la capacidad de utilizar los diferentes patrones de acero de refuerzo que típicamente se presentan en estructuras de la vida real. Es por ello que también ha sido necesario desarrollar un programa de computo capaz de leer tanto una malla de elementos finitos, como un patrón de fibras representado con polígonos convexos, y que mediante operaciones de intersecciones de ¿áreas entre polígonos, de como resultado la participación volumétrica de matriz y fibra de los materiales componentes por cada capa, además de la orientación de la fibra con respecto a los ejes locales del elemento finito. Los resultados numéricos obtenidos se han comparado con resultados experimentales presentes en la literatura, y con resultados numéricos obtenidos utilizando normas de construcción, en ambos casos, se han observado buenos ajustes entre ellos. Finalmente,ha sido posible caracterizar un edificio representativo ubicado en la Ciudad de México usando el método del espectro de capacidad. Dicho método es ampliamente utilizado hoy en día para el diseño y evaluación sismo-resistente de estructuras, ya que mediante el uso de curvas de fragilidad permite representar la susceptibilidad de una estructuraa ser dañada debido a un terremoto.

In this study it was assessed the seismic behavior of framed buildings with composite structure of steel and reinforced concrete (RC) in a specific configuration formed with lower levels with RC (primary structure) and higher levels with steel (secondary structure) as structural materials for components. This typology results from post-construction and post-project modifications; It was analyzed the seismic vulnerability and structural behavior in typical models of buildings for residential or commercial use currently being built or already built in the metropolitan area Barquisimeto-Cabudare in Venezuela. Models or existing buildings are divided into three groups: low-rise, medium height and tall buildings. Levels with steel elements correspond to the higher or two higher levels of the buildings. Static and dynamic nonlinear analyses were conducted to determine the parameters of capacity, fragility and damage of structural systems. These analyses were based on criteria for projects such as RISK UE, FEMA 750 and ATC 40, along with methodologies such as Spectrum-Capacity, N2, Adaptive Pushover and the Capacity Parametric Model. The difference in performance was remarkable in some models depending on rigidities and the heights of models; Inter story displacements evidenced that in some structural systems, some levels experienced its maximum displacement in the elastic response range, whereas at other levels there is a high concentration of inelasticity. Fragility curves and damage indices were determined using two different methodologies in order to assert the behavior in terms of reliability and it was evidenced that in some structural systems there is a great probability of zero damage while in others predominate a high probability of reach moderate, severe or collapse damage states. In Time-History and Incremental Dynamic analysis, were used 5 real and 5 synthetic accelerograms; All of them were normalized and each one, with their corresponding mean, maximum and minimum deviations, resulted in 20 seismic signals that were used for purposes of structural reliability. All accelerograms were compatible with the elastic spectrum corresponding to the emplacement site design of the building stiff soil. Numerical results show that with these accelerograms most of the models suffer significant lateral deformations, often reaching beyond acceptable limits states from the Venezuelan normative. It was performed a experimental test of a two level frame with Steel elements in the higher level and Reinforced Concrete elements in the lower level. Another experimental test was performed on a full-scale mixed Steel-Reinforced Concrete joint. Both tests were subjected to cyclic lateral loads in order to determine its characteristics, behavior and capacity to histeretics actions in terms of stiffness degradation and damage evolution. Concerning to capacity and damage indexes, it was showed the influence of horizontal relative displacements of each level and the stiffness degradation as key parameters in determining the damage to a building. All this was revalidated with a probabilistic approach to the Damage Index. Experimental results showed very similar values in absolute and relative terms to those obtained in the numerical models. In these numerical and experimental process was used the Capacity Parametric Model (CPM) and the fragility and damage models associated with this methodology. Finally to achieve structural continuity at the structural joint of steel columns with reinforced concrete elements, it was evidenced that it can be used the AISC and ASCE design criteria for base-plates for steel columns. Otherwise, the composite joints should be considered semi-rigid connections. / En este estudio se evaluó el comportamiento sísmico de edificios porticados con estructuras compuestas de acero y hormigón armado con configuraciones estructurales formadas con niveles inferiores de hormigón armado (estructura primaria) y niveles superiores de acero (estructura secundaria). Este tipo de configuración resulta de modificaciones post-proyecto o post-construcción. Se analizó la vulnerabilidad sísmica y el comportamiento estructural de modelos típicos de edificios de uso residencial o comercial que actualmente se construyen o se han construido en la zona metropolitana Barquisimeto-Cabudare en Venezuela. Los modelos o edificaciones existentes se dividen en tres grupos: de baja altura, altura media y edificios altos según la definición de algunos de los códigos utilizados. Los niveles con estructuras de acero corresponden al último o dos últimos niveles de la edificación. Se realizaron análisis de naturaleza no lineal estáticos y dinámicos para determinar los parámetros de capacidad, fragilidad y daño de los sistemas estructurales según los criterios de proyectos como el RISK UE, FEMA 750 y ATC 40 junto con metodologías como Espectro-Capacidad, N2, Adaptive Pushover y el Modelo Paramétrico de Capacidad. En algunos modelos fue notable la diferencia de desempeño en función de las rigideces y las alturas de los modelos; en los desplazamientos relativos de entrepiso se evidencia que en algunos pórticos ciertos niveles experimentan su máximo desplazamiento en el rango elástico de respuesta, mientras que en otros niveles existe una alta concentración de inelasticidad. Las curvas de fragilidad y los índices de daño fueron determinados con dos metodologías distintas a fin de revisar el comportamiento en términos de confiabilidad y se evidencia que en algunos sistemas estructurales existe una gran probabilidad de daño nulo mientras que en otros existen altas probabilidades de daño que incursionan en los estados límites moderado, severo y colapso. En los análisis historia-temporal (Time-History) y Dinámico Incremental (IDA) se revisaron 5 acelerogramas híbridos y se generaron 5 artificiales o sintéticos; Todos fueron normalizados y cada uno de ellos, junto a sus correspondientes medias y desviaciones máximas y mínimas, fueron utilizados para efectos de la confiabilidad estructural lo que resultó en 20 señales espectrales estudiadas. Todas estas señales son compatibles con el espectro elástico normativo de la zona en estudio. Los resultados numéricos muestran que con los acelerogramas utilizados la mayoría de los modelos estudiados sufren deformaciones laterales y degradaciones de rigidez significativas, incursionando frecuentemente más allá de estados límites aceptables desde el punto de vista normativo. Se realizaron ensayos experimentales en un pórtico mixto de dos niveles de hormigón armado (nivel inferior) y acero (nivel superior) y una junta mixta acero-hormigón armado a escala real. Ambos ensayos fueron sometidos a cargas laterales cíclicas a fin de determinar sus características, comportamiento y capacidad ante acciones histeréticas en términos de degradación de rigidez y evolución de daño. En la capacidad e índice de daños en los modelos matemáticos, se evidenció la influencia de los desplazamientos relativos de cada nivel y la degradación de rigidez como parámetros fundamentales en la determinación del daño. Todo esto fue convalidado con un enfoque probabilista del daño. Los resultados experimentales arrojaron valores muy similares a los obtenidos en los modelos numéricos utilizándose en este proceso el Modelo Paramétrico de Capacidad y los modelos de fragilidad y daño asociados a este método. Finalmente, para lograr continuidad estructural en la unión mixta de columnas de acero con elementos de hormigón armado, se concluye que es posible utilizar los criterios establecidos en AISC y ASCE para el diseño de placas base en columnas de acero. De otro modo, las juntas tendrían que ser consideradas semi-rígidas.

Concrete technology has changed greatly in the past decades. Steel fibre reinforced concrete (SFRC) is an example of the development in this field. It is obtained by adding fibres that act as a reinforcement of the cement matrix, improving the tenacity, cracking control and durability of the concrete members. In certain applications, SFRC has become an alternative material to concrete reinforced with conventional steel rebar. Despite of numerous advantages of SFRC, problems and uncertainties still exist regarding the design, the characterization and the performance of this material. Furthermore, the structural design and the properties of SFRC in real-scale elements as well as the fibre distribution are not properly clarified. All these issues need to be addressed in order to promote the safe and efficient use of the material. The objective of this doctoral thesis is to develop a systematic and innovative approach for the design optimization and characterisation of FRC precast segment. In total, 4 subjects are covered: a critical study related to the design of FRC precast segment considering the ductility requirements of the Model Code 2010; the experimental and analytical study of concrete blocks subjected to concentrated loads; the design procedure and experimental research on FRC precast segment for shafts and the anisotropy of the FRC precast segment. The first subject presents an analysis of the technical requirements demanded by the Model Code 2010 when steel fibres are the only reinforcement for concrete elements. According to this revision, an alternative approach according to the Model Code 2010 which is more compatible with the requirements of the application in tunnels is proposed. This approach may lead to the reduction of the fibre content required to guarantee a minimum ductility of the element. In order to evaluate the repercussion of the ductility criteria in terms of fibre consumption, a case study of Metro L9 of Barcelona is presented. The second subject contributes to the understanding about the behaviour of concrete blocks subjected to concentrated load. An experimental programme is performed to evaluate the influence of the height-to-length ratios in the mechanical response of the blocks. Based on the observations derived, a strut-and-tie model is adopted to assess the value of the loads Fcr and Fmax for short blocks and long blocks. A case study of Metro Line 9 in Barcelona is conducted, and the results of the study indicates that with an appropriate safety factors for the SLS and the ULS, no traditional reinforcement is required to resist the tensile stresses due to the concentrated loads applied by the jacks of the tunnel boring machine. The third subject is to verify that it is viable to replace the traditional reinforcement with steel fibres in the segmental lining ring of shaft constructed with vertical shaft machine. An analytical formulation based on MC 2010 is proposed to evaluate the minimum requirements the FRC must fulfil to carry out this replacement. Likewise, an experimental campaign was performed to characterize the mechanical behaviour of both conventional and self-compacting concrete reinforced with fibre content (Cf) between 30 and 60 kg/m3. Posteriorly, another full-scale experimental campaign of bending test on segments is performed to verify the ductile behaviour of two types of segments under failure scenario. These results are used to validate the proposed formula. The last subject focuses on the study of the anisotropy in terms of fibre distribution and local mechanical response of segments with conventional and self-compacting SFRC. For that, a large number of cores extracted from real-scale segments are tested for the fibre distribution with the inductive method and, then, for the mechanical response with the Barcelona test. A conceptual model for the fibre orientation is proposed based on the average values obtained from the tests. / La tecnología del hormigón ha avanzado notablemente en las últimas décadas. En este sentido, el hormigón reforzado con fibras (HRF) es un ejemplo del desarrollo en este campo. Este se obtiene mediante la adición de fibras que actúan como un refuerzo de la matriz de cemento, mejorando la tenacidad y el control de la figuración y, por ende, la durabilidad. En ciertas aplicaciones, HRF se ha convertido en un material alternativo para hormigón armado convencional. A pesar de las numerosas ventajas asociadas al uso del HRF, todavía existen incertidumbres en cuanto al diseño, la caracterización y el desempeño mecánico de este material. En particular, es necesario desarrollar adecuadamente el concepto y requerimiento de ductilidad de las estructuras de HRF así como integrar de forma fidedigna aspectos de orientación y de distribución de fibras en el diseño. Todas estas cuestiones deben abordarse con el fin de promover el uso seguro y eficiente del material. El objetivo de esta tesis doctoral es el desarrollo de un enfoque sistemático e innovador para el diseño y caracterización de dovelas de HRF para la ejecución de revestimiento de túneles. En total, esta tesis se cubren 4 aspectos: un estudio crítico en relación con el diseño del dovelas de HRF teniendo en cuenta los requisitos de ductilidad del Código Modelo 2010; un estudio experimental y analítico de bloques de hormigón sometidas a cargas concentradas; el pre ¿ diseño de dovelas para la ejecución de pozos verticales y el análisis de anisotropía en la distribución y orientación de fibras.En el primer tema se aborda un análisis de los requisitos técnicos exigidos por el Código Modelo de 2010 en estructuras de HRF en las que las fibras son los únicos elementos de refuerzo del hormigón. De acuerdo con esta revisión, se propone un enfoque alternativo y compatible con el MC 2010 más alineado con lo requerimiento estructurales y necesidades resistentes de las dovelas de HRF. Este enfoque conduce a la optimización del contenido de fibra necesaria para garantizar la ductilidad adecuada para estos elementos estructurales. Con el fin de evaluar la repercusión de los criterios de ductilidad en términos de consumo de fibra, se presenta un estudio de caso de Metro L9 de Barcelona.El segundo campo de investigación tratado contribuye al conocimiento en relación al comportamiento de elementos de hormigón sometidos a cargas concentradas. En este sentido, se ha llevado a cabo una campaña experimental para evaluar la influencia del ratio altura ¿ ancho en el mecanismo de rotura de los bloques ensayados. En base a las observaciones, se ha planteado un modelo de bielas y tirantes para evaluar las cargas de figuración y de rotura de los bloques. La formulación propuesta se ha empleado para evaluar dichas cargas en el caso de empuje de los gatos de las dovelas diseñadas para los túneles de la Línea 9 del Metro de Barcelona. Los resultados ponen de manifiesto que, empleando los coeficientes de seguridad adecuados, no se requiere armadura pasiva adicional para resistir los esfuerzos de tracción que se generan en la fase de empuje de los gatos, en el caso particular estudiado. Por último, en la cuarta línea de investigación se estudia en profundidad a nivel experimental la anisotropía de la distribución, cuantía y orientación de las fibras en dovelas de hormigón convencional y de hormigón autocompactante reforzadas con fibras. Para ello, se extrajeron un número elevado y representativo de testigos de las dovelas a escala real fabricadas. Se emplearon métodos no destructivos tipo inductivo para evaluar la cuantía y orientación de las fibras. Asimismo, se empleó el ensayo Barcelona (ensayo destructivo) para evaluar también ambas variables así como la resistencia a tracción residual de los hormigones. En base a los resultados se propone un modelo conceptual para estimar la orientación de las fibras en estos elementos estructurales.

Uno de los motivos de este trabajo es hacer una reflexión sobre el concepto actual de "confort en la arquitectura", sobre la dirección dominante que en este sentido han tomado los diseñadores contemporáneos y sobre las implicaciones sociales y de consumo energético.Actualmente la mayoría de índices de confort que se utilizan son de tipo cuantitativo y sin variabilidad temporal, horaria, diaria y estacional. Desde principios de la década de los ochentas algunos autores han expuesto sus reflexiones sobre la necesidad de incorporar las variantes cualitativas y de variabilidad temporal en los índices de confort. Por lo que este trabajo abordará un tema que esta por definirse y que se discute y se investiga actualmente. La hipótesis que se plantea en este trabajo es la siguiente: el ambiente térmico dentro de un espacio arquitectónico debe tener variaciones temporales y espaciales parecidas, aunque en diferente escala, a las que se dan en el ambiente exterior. Esto para no generar estrés térmico por una exposición a condiciones demasiado estáticas, evitar contrastes térmicos excesivos entre el interior y el exterior y no perder la capacidad de adaptación o la tolerancia a los cambios en el ambiente. Además de que nuestra percepción del espacio y del tiempo se basa en buena parte en la percepción de los cambios de los estímulos.Para lo que es necesario un modelo de confort térmico que tome en cuenta las condiciones térmicas del exterior junto con todos los fenómenos y características del edificio y del usuario relacionados con el ambiente térmico.Con la consecuencia directa de que al ser menores las exigencias de acondicionamiento, esto representaría un ahorro de energía por este concepto en el mantenimiento y uso de los edificios.El objetivo central de este trabajo es sustentar teóricamente la hipótesis planteada, es decir, la necesidad y conveniencia de la variabilidad del ambiente térmico dentro de lo edificios, teniendo como principal referencia la oscilación de la temperatura exterior del aire, como principal indicador del clima exterior, además la circunstancias fisiológicas, físicas e incluso psicológicas del ocupante y algunas de las características del edificio.Un segundo objetivo es, realizar el planteamiento teórico de un modelo de confort térmico que integre el mayor número posible de las condicionantes del confort térmico, estas condicionantes serán las características del ambiente exterior, las condiciones particulares de los ocupantes y las características del edificio que tengan una influencia directa en ambiente térmico y en la percepción de éste por el ocupante.Y el tercer objetivo es, diseñar una herramienta informática que permita comprobar de una manera ágil el comportamiento de éste al modificar las variantes que lo integran y sus valores y que a su vez permita aplicar el modelo de confort térmico a la evaluación del ambiente térmico en los edificios. Las conclusiones centrales de este trabajo son sobre la variabilidad del ambiente térmico, de la que mediante el estudio realizado sobre del entorno térmico en la Sala de Ordenadores de la E.T.S.A.B. se observó lo siguiente, primero, que la oscilación de las componentes del entorno térmico: temperatura del aire, temperatura radiante, humedad relativa y velocidad del aire; existe en este tipo de espacios aún cuando no se desean.Por otra parte, pudo observarse que la aplicación de sistemas mecánicos de acondicionamiento ambiental no garantiza la obtención de un ambiente que ofrezca confort térmico a los ocupantes, siendo éste un entorno controlado, en el que la variación de sus componentes son mínimas y que se encuentran dentro de lo que se considera confort térmico. / .One of the motives of this work is to make a reflection on the current concept of "comfort in the architecture", on the dominant direction that in this sense the contemporary designers have taken and on the social implications and of energy consumption.At the moment most of indexes of comfort that are used are of quantitative type and without temporary variability, horary, daily and seasonal. From principles of the decade of the 80 some authors have exposed their reflections about the necessity of incorporating the qualitative variants and of temporary variability in the indexes of comfort. For what this work will approach a topic that this to be defined and that you discusses and it is investigated at the moment.The hypothesis that thinks about in this work is the following one: the thermal environment inside an architectural space should have similar temporary and space variations, although in different scale, to those that are given in the external environment. This for not generating thermal stress for an exhibition to too static conditions, to avoid excessive thermal contrasts between the interior and the external one and not to lose the capacity of adaptation or the tolerance to the changes in the environment. Besides that our perception of the space and of the time it is based on good part inthe perception of the changes of the stimuli.For what is necessary a model of thermal comfort that takes into account the thermal conditions of the exterior together with all the phenomena and characteristic of the building and of the user related with the thermal environment.With the direct consequence that to the smallest being the environment demands, this would represent an energy saving for this concept in the maintenance and use of the buildings.The central objective of this work is to sustain the outlined hypothesis theoretically, that is to say, the necessity and convenience of the variability of the thermal environment inside the buildings, having as main reference the oscillation of the external temperature of the air, as main indicator of the external climate, moreover the physiologic circumstances, physical and even psychological of the occupant and some of the characteristics of the building.A second objective is, to carry out the theoretical position of a model of thermal comfort that integrates the biggest number possible of the conditions of the thermal comfort, these conditions will be the characteristics of the external environment, the conditions peculiar of the occupants and the characteristics of the building that have a direct influence in thermal atmosphere and in the perception of this for the occupant.And the third objective is, to design a computer tool that allows to check in an agile way the behavior from this when modifying the variants that integrate it and its values and that in turn it allows to apply model el of thermal comfort to the evaluation of the thermal environment in the buildings.The conclusions centrals of this work are about the variability of the thermal environment, of the one that by means of the study carried out on of the thermal environment in the Room of Computers of the E.T.S.A.B. the following, first was observed that the oscillation of the components of the thermal environment: temperature of the air, radiant temperature, relative humidity and speed of the air; it still exists in this type of spaces when they are not wanted.On the other hand, it could be observed that the application of mechanical conditioning systems of environment doesn't guarantee the obtaining of an environment that offers thermal comfort to the occupants, being this a controlled environment, in which the variation of its components is minimum and that they are inside what is considered thermal comfort.

Tesi per compendi de publicacions / Leakage is a widespread problem associated with the construction of diaphragm walls whenever they are erected in water-bearing ground. The aim of the present research is to develop a new type of slurry wall: the bi-layer diaphragm wall (BL), which main objective is to tackle the aforementioned problem. The method to construct it is based on an existing solution: casting a second waterproof concrete layer against the diaphragm walls. In the BL technique, the second layer is made of steel fibre reinforced concrete (SFRC) sprayed over the conventional diaphragm wall (called Mono-Layer diaphragm wall (ML) in this thesis), including a waterproof admixture. The central idea is to maximize the functional attributes of the second layer, allowing it to play a structural role in addition to the waterproofing function.The proposed methodology is based on a combination of experimental works and numerical tools. A design method for the BL walls, which is based on an uncoupled structural-section model, is proposed. The method is later used to carry out different comparisons with ML walls and an exhaustive parametric analysis of the construction processes involved in the walls construction. The experimental campaign comprised test at two levels. At element level, the structural response of walls built in a real building located in Barcelona was studied and, at section level, the bond strength between concretes of cores extracted from the abovementioned walls was measured.The model at structural level, which is based on a finite element model, was contrasted with the results obtained in the experimental walls. The sectional analysis is taken from the specialized literature. With the complete structural-section model, the BL walls are analysed. The study shows that the main flexural resistance is provided by the first layer (the conventional diaphragm wall), providing the SFRC layer a secondary flexural resistance.For the geometrical ranges of the elements considered in the thesis (35 cm to 60 cm width first layer, and 10 cm width second layer) the increase in the cross-section ultimate bending resistance when it is strengthened by the SFRC layer is between 8% and 15%. This increase allows a reduction in the steel reinforcement of the first layer (up to 7.0% of the total flexural reinforcement) and, to some extent, it also collaborates with a displacement reduction (reducing up to 7.3% of the maximum displacements). It was also found that the spraying sequence is a crucial parameter to be able to take advantage of the SFRC collaboration, and specific indications are described.Good concrete to concrete bond strength was obtained for the extracted cores. The average shear strength value measured for each age (2, 6 and 35 days) was always above 1.0 MPa for the different cases. Beyond the local test performed, a monolithic behaviour was observed at element level in the experimental walls.A similar final material consumption was observed between the BL walls and the combined consideration of a ML wall and an external waterproof system. The consideration of the technology cost entails a higher construction cost for the BL technique. However, it is still an interesting option under particular circumstances, like space limitations or if continuous maintenance costs want to be avoided in the future.In general terms it can be said that the research herein presented lay the foundation for the development of the bi-layer diaphragm wall technique, which is a promising solution for the leakage problem of diaphragm walls. Nonetheless, more studies are needed to be able to fully use these types of walls as a standard technique, e.g. a detailed cost study and sustainability analysis, debonding risk, waterproofing capability and above all more full scale experimental cases. / Un problema habitual en la construcción de pantallas continuas en terrenos con presencia de agua es la existencia de filtraciones. El objetivo de esta tesis busca resolver este problema mediante el desarrollo de un nuevo tipo de pantalla: la pantalla bi-capa (BL, por sus siglas en inglés). El método para construir estos muros se basa en una solución existente: realizar una segunda capa de hormigón impermeable sobre los muros pantalla. En las pantallas BL, la segunda capa se realiza con hormigón con fibras de acero (SFRC) proyectado sobre las pantallas convencionales (llamadas ML en esta tesis) e incluyendo a su vez una adición impermeabilizante. La idea central es maximizar las funciones de la segunda capa, asignándole un rol estructural, además de la función impermeabilizante. La metodología propuesta se basa en la combinación de trabajos experimentales y herramientas numéricas. Se propone un método de diseño para las pantallas BL basado en modelos estructura-sección desacoplados. Posteriormente se utiliza este método para realizar diferentes comparaciones con pantallas ML y un análisis paramétrico exhaustivo de distintos procesos constructivos involucrados en la construcción de las pantallas BL. La campaña experimental realizada comprende dos niveles: a nivel elemento, se estudió la respuesta estructural de pantallas construidas en un edificio real ubicado en Barcelona; a nivel seccional, se midió el nivel de adherencia entre ambas capas de hormigón mediante testigos extraídos de las pantallas antes mencionadas. El modelo a nivel estructural, basado en elementos finitos, se contrastó con los resultados experimentales obtenidos. El modelo seccional se tomó de la bibliografía estudiada. Con el modelo estructura-sección completo se analizaron las pantallas BL. El estudio muestra que la principal resistencia flexional es aportada por la primera capa (el muro pantalla convencional), siendo secundario el aporte de la capa de SFRC. Para el rango de elementos considerados en esta tesis (35 cm a 60 cm de espesor de primera capa y 10 cm de segunda), el incremento de la resistencia última a flexión cuando se considera el aporte de la capa de SFRC, está entre 8% y 15%. Este incremento permite una reducción en el acero de refuerzo de la primera capa de hasta un 7.0% del total del acero de flexión y, hasta cierto punto, también colabora con una reducción en los desplazamientos (alcanzando reducciones de hasta un 7.3% del desplazamiento máximo). Se observó también que la secuencia de proyección es un factor clave a la hora de aprovechar la colaboración extra aportada por la capa de SFRC. Indicaciones específicas se describen a este respecto. Se obtuvo una buena resistencia de adherencia entre hormigones para los testigos extraídos. La resistencia media medida a cada edad (2, 6, y 35 días) estuvo siempre, para los distintos casos, por encima de 1.0 MPa. Más allá de los ensayos puntuales, se observó un comportamiento monolítico a nivel elemento para las pantallas BL experimentales. Se obtuvo un consumo final de materiales similar entre pantallas BL y la consideración conjunta de una pantalla ML más un sistema impermeabilizante externo. Considerar los costos tecnológicos conlleva un costo constructivo mayor para las pantallas BL. Sin embargo, ésta es aún una opción interesante bajo consideraciones particulares, como limitaciones del espacio subterráneo interior o si se desean evitar costos continuos de mantenimiento. En términos generales, se puede decir que la investigación aquí presentada sienta las bases para el desarrollo de la técnica de muros pantalla bi-capa, la cual es una solución prometedora para el problema de las filtraciones en pantallas. No obstante, son necesarios más estudios para poder usar plenamente este tipo de pantallas de forma habitual, e.g. estudios de sostenibilidad detallados, evaluación del riesgo de desprendimiento de la segunda capa, capacidad impermeable y, sobre todo, más ensayos experimentales a escala real

Esta tesis surge de la necesidad de establecer un método racional y práctico para identificar, a través del cambio de las frecuencias naturales , el daño en estructuras de hormigón armado. Por lo que se desarrolla un nuevo modelo constitutivo de daño diferenciado con dos variables internas de daño utilizando una única superficie de discontinuidad para tracción, compresión y cortante; asimismo, se plantea un procedimiento numérico para el cálculo de las frecuencias naturales con sus formas modales de vibración para diferentes estados de daño de estructuras de hormigón armado; se presenta una metodología para correlacionar daño global y frecuencias naturales . Esta tesis se desarrollará en el marco del análisis de estructuras y la mecánica computacional, particularmente, del análisis de materiales compuestos utilizando la teoría de mezclas serie/paralelo. Los resultados numéricos obtenidos se han comparado con resultados experimentales y numéricos obtenidos de la literatura, se ha observado buenos ajustes de los resultados / This thesis emerges from the need to establish a rational and smart method to estimate the global damage through changes on eigenfrequency of concrete structures. Therefore, a new constitutive damage model is developed with two scalar inner variables and using only one surface of discontinuity to traction, compression and shear. Additionally, a numerical process has been proposed to calculate eigenfrequencies and eigenvectors of concrete structure with different levels of damage. A methodology to correlation ship between global damage and changes on e1genfrequencies has been proposed. This thesis is based on structural analysis and computational mechanics and, particularly, on analysis of composite materials using serial/parallel mix theory. The numerical results obtained in this thesis is have been compared with experimental and numerical results obtained of literature, and can be seen a good fit.

Durante un terremoto, las columnas de hormigón armado pueden verse sometidas a movimientos bidireccionales que pueden afectar su capacidad resistente y ductilidad. Sin embargo, las normas de diseño y evaluación sísmica no aportan recomendaciones explícitas para cuantificar el comportamiento de las columnas bajo dichas cargas. Esta investigación busca contribuir al análisis y cuantificación de los efectos de los esfuerzos cortantes biaxiales en la respuesta sísmica de columnas de hormigón armado. Con este objetivo, se realizó una recopilación del estado del conocimiento orientado a la revisión de los estudios experimentales y las estrategias de modelización numérica disponibles. De los estudios experimentales se concluyó que las columnas bajo cargas laterales bidireccionales ven reducida su capacidad resistente y ductilidad en comparación a las cargadas en una dirección. La deformación lateral del hormigón bajo cargas de compresión se ha estudiado pero no se encontró un modelo de su comportamiento bajo cargas cíclicas. En esta investigación, se estudió el comportamiento de la deformación lateral del hormigón mediante la ejecución de una primera campaña experimental en probetas cilíndricas de hormigón con cargas de compresión uniaxial cíclica. Con este estudio se aportaron curvas experimentales de tensión - deformación longitudinal y lateral con carga monótona y cíclica en hormigones de resistencia normal y alta. A partir de la interpretación de los datos experimentales, se propuso un modelo conceptual del comportamiento de la deformación lateral del hormigón. De forma paralela, se revisó y estudió el comportamiento de la deformación lateral del hormigón en un estado en compresión triaxial con base en resultados experimentales publicados en la literatura. Con las conclusiones de este estudio y el modelo conceptual en compresión uniaxial, se formuló un modelo analítico de la dilatancia del hormigón en compresión cíclica que se implementó en una ecuación constitutiva 3D. Los resultados se verificaron con los datos experimentales del hormigón en diferentes estados de compresión triaxial y diferentes materiales de confinamiento. Con la finalidad de alcanzar el objetivo general de la investigación, se diseñó, implementó y ejecutó una segunda campaña experimental en columnas con cargas unidireccionales y bidireccionales. Diez columnas circulares de hormigón armado se diseñaron y fabricaron con una disposición de armadura transversal insuficiente para que presentaran un nivel de ductilidad baja a media y un fallo por un mecanismo de cortante-flexión. Cuatro de estas columnas, fueron encamisadas con polímeros reforzados con fibras; dos con fibra de carbono (CFRP) y dos con fibra de aramida (AFRP). En los ensayos bajo carga bidireccional, la demanda de deformación en la armadura transversal fue mayor respecto al de carga unidireccional debido a que las deformaciones por esfuerzos cortantes y por la acción de confinamiento se acumulan. Las columnas con menor cuantía de armadura transversal y menor cuantía de FRP presentaron un incremento de la longitud de la rótula plástica. Dentro de esta investigación, se realizaron análisis de las columnas ensayadas con modelo seccional TINSA(Total-Interaction-Nonlinear-Section). El modelo seccional representa el decremento de resistencia y ductilidad y la mayor deformación de los cercos que se presentó en los experimentos con cargas bidireccionales. Por último, los efectos de los esfuerzos cortantes se analizaron a nivel material, seccional y de elemento. Se derivaron expresiones analíticas para considerar los efectos de los esfuerzos cortantes en el diagrama tensión-deformación del hormigón, la relación momento - curvatura y la longitud de la rótula plástica. Las expresiones analíticas encontradas se usaron en un modelo de análisis de rótula concentrada para obtener la curva de capacidad de la columna. Los resultados del modelo se corroboraron con los resultados experimentales de esta investigación. / During an earthquake, reinforced concrete columns may be subjected to bi-directional displacements undermining their strength and ductility. However, the current codes for the seismic design and assessments of structures do not provide explicit provisions for the quantification of the effects of biaxial shear forces on the seismic response of reinforced concrete columns. This investigation is aimed at contributions to the analysis and quantification of the effects of biaxial shear forces on the seismic response of reinforced concrete columns. With this purpose, a state of the art review about the available experimental studies and numerical modeling strategies was performed. From the experimental studies, it is concluded that both the strength and ductility of the columns subjected to biaxial shear forces are reduced with respect to those subjected to uniaxial shear forces. The lateral deformation of concrete under compressive loads has been studied but has not formulated a model of its behavior under cyclic loading. In this research, a first experimental program on cylindrical concrete specimens subjected to cyclic compression was carried out in order to study the lateral deformation behavior. Experimental longitudinal stress- longitudinal and lateral strain curves, under monotonic and cyclic loading were provided, for normal and high strength concrete specimens. A conceptual model of the lateral behavior of concrete was proposed since interpretation of experimental data. Subsequently, the lateral behavior of concrete under a triaxial compression stress was reviewed and studied based on the experimental results available in the literature. Based on conclusions findings and using the conceptual model for uniaxial compression, an analytical model for the dilatancy of concrete under cyclic compression was formulated, which incorporate the above mentioned phenomena. The model was implemented into a 3D constitutive equation and their results were verified with experimental results under different triaxial stress states and different confinement materials. With the purpose of reaching the general objective of the investigation, a second experimental program on columns subjected to uniaxial and biaxial lateral forces and axial load was performed. Ten reinforced concrete circulars columns were designed and built, with an inadequate transverse reinforcement arrangement, providing insufficient ductility level so that a shear-flexure failure mechanism would take place. With the purpose of studying the behavior of strengthened columns under biaxial loading, four specimens were wrapped with carbon fiber reinforced polymers (FRP): two with carbon fiber (CFRP) and two with aramid fiber (AFRP). Under cyclic biaxial shear loading, the demand of strains in the transverse reinforcement was bigger than uniaxial loading because the strain by shear and the action of confinement were accumulated. The columns with smaller transverse reinforcement ratios and smaller FRP ratios showed increase of plastic hinge length. In this investigation, sectional analyses of the experimental behavior of the columns tested were performed with TINSA (Total-Interaction-Nonlinear-Section). The sectional model reproduces the decrement of strength and ductility as well as the greater strain in the hoops that was experimentally observed under biaxial tests. Finally, the effect of shear forces was analyzed at the material, section and structure levels. Analytical expressions were derived to consider the influence of the shear forces on the concrete stress-strain relationships, moment-curvature diagrams and on the plastic hinge length. The obtained analytical expressions were used in an analysis model of concentrated plastic hinges in order to obtain the capacity curve of the column. The model results were validated by comparing them satisfactorily with the experimental results presented in this investigation.

Tunneling construction represents an alteration to the distribution of soil pressures that will almost inevitably generate ground subsidence, which can endanger the adjacent buildings in urban areas. The risk of building damage can be substantially reduced with a comprehensive preliminary damage assessment during tunnel design phases, in combination with excavation techniques that minimize ground subsidence. The present research aims to increase the knowledge concerning the analytical and numerical techniques for building damage prediction related to tunneling. The thesis starts with the study of a real case of masonry building affected by the construction of the L9 metro line tunnel in Barcelona. Data available made possible to develop 2D and 3D numerical models of the building. The latter includes also the soil, the lining and interface models to simulate the contact between the building and the ground. The predicted crack patterns and opening widths in walls were verified by comparison to real damage reports. The case study also allowed a back analysis of the classical analytical prediction techniques based in the equivalent beam concept from Burland and Wroth. Analytical predictions of building damage are typically done for building walls aligned transversally or longitudinally with respect to the tunnel axis. These buildings are statistically representative, since many urban tunnels follow the tracks of avenues or streets. However, there is a significant number of buildings randomly aligned with respect to tunnel axes, in particular when using a Tunnel Boring Machine. For these buildings, the application of the classical analytical methodology can be done only with approximations, which can lead to unrealistic damage assessments. For this reason, a novel equation for the determination of ground strain has been developed. This equation allows the application of the classical settlement Gaussian profiles and the equivalent beam method in 3D, i.e. for buildings located in whichever position with respect to the tunnel axis. In addition, the model allows considering the position of the tunnel heading, which increases the realism of the settlement trough generated by tunnel construction. Another detected issue during the present research was the high sensitivity of both analytical and numerical damage predictions to certain parameters related to the characterization of ground. In the case of analytical predictions, the modeling of settlement troughs by Gaussian curves offers numerous mathematical advantages. However, the simplicity of this approximation leads to substantially different estimations of damage for small variations of the governing parameters. For this reason, the use of reliability-based methods can be useful for the assessment of building damage. In this way, the present thesis shows the development of a probabilistic model for the prediction of tunneling-induced damage. A procedure to determine the maximum allowable settlements that are used as monitoring threshold values of the construction process is also included. Furthermore, it is shown how the prediction of ground behavior and the allowable settlements can be updated with a Bayesian method by incorporating measurements made during the construction. / La construcció de túnels representa una alteració de la distribució de pressions del sòl que, de manera pràcticament inevitable, genera assentaments en superfície. Aquests poden provocar danys en edificis, especialment en zones urbanes. No obstant, aquest risc es pot reduir substancialment mitjançant la correcta predicció dels danys en les fases de disseny del túnel, juntament amb l¿ús de tècniques d'excavació que minimitzin els assentaments induïts. La present recerca aprofundeix en la metodologia de predicció de danys en edificis afectats per la construcció de túnels urbans. La tesi comença amb l'estudi d'un edifici real d'obra de fàbrica afectat per la construcció del túnel de la línia L9 del metro de Barcelona. Mitjançant les dades disponibles, s'han realitzat models numèrics en 2D i 3D de l'edifici. Aquest últim inclou a més el sòl, el túnel i un conjunt d'elements d'interfície que simulen el contacte entre l'edifici i el terreny. Els patrons de fissuració predits pel model han estat comparats amb aixecaments dels danys fets durant les obres. L'estudi d'aquest cas ha permès també l'aplicació i verificació de les tècniques de predicció de danys en edificis basades en el concepte de la biga equivalent ideat per Burland i Wroth durant la dècada dels 70. Les prediccions analítiques de dany en edificis es duen a terme generalment assumint els edificis posicionats transversalment o longitudinalment respecte l'eix del túnel. El nombre d'edificis que compleix aquesta hipòtesi és estadísticament representatiu, ja que molts túnels segueixen la traça dels carrers o les avingudes de les ciutats. Tot i així existeix un gran nombre d'edificis alineats arbitràriament respecte l'eix del túnel, especialment quan la construcció del túnel es realitza mitjançant l'ús de tuneladores (Tunnel Boring Machines - TBM). Per aquests edificis, l'aplicació de la metodologia analítica clàssica es pot efectuar només mitjançant aproximacions, la qual cosa pot implicar estimacions poc realistes dels danys. Per aquest motiu, s'ha desenvolupat una nova equació per al càlcul de la deformació del terreny. Aquesta equació permet l'aplicació dels perfils Gaussians d'assentament clàssics i del model de la biga equivalent en 3D, és a dir, en edificis ubicats en qualsevol posició respecte l'eix del túnel. A més, el model permet considerar la posició del front d'excavació, incrementant així el realisme del camp d'assentaments generat per la construcció del túnel. Un altre aspecte important detectat durant la recerca és l'extrema sensibilitat de les prediccions dels danys segons els valors dels paràmetres relacionats amb la caracterització del terreny. La modelització del camp d'assentaments mitjançant perfils Gaussians ofereix una sèrie d'avantatges matemàtics, però tot i així, la simplicitat del model comporta diferències notables en l'estimació dels danys si s'efectuen petites variacions dels paràmetres d'entrada. És per això que les tècniques de fiabilitat estructural poden ser útils per a l'estimació dels danys. En aquesta línia, la tesi mostra un model probabilístic per a la predicció dels danys provocats en edificis degut a la construcció de túnels. L'aplicació de tècniques de fiabilitat estructural permet a més la determinació dels llindars d'assentament que s'utilitzen durant el procés constructiu. En cas de tenir mesures prèvies d'assentaments de la zona d'estudi, es mostra també com el comportament del terreny i aquests valors llindars poden actualitzar-se a través d'un mètode Bayesià.

This thesis aims at providing new knowledge on the, otherwise poorly known, molecular-scale mechanisms that operate during hydration of cement phases and dissolution of their hydrates. In order to pursue this objective, a novel approach has been followed, including the development of a new procedure to synthesize thin films of calcium silicates, real time characterization of grain growth and dissolution with liquid-cell atomic force microscopy, and monitoring of their chemical evolution by X-ray photoelectron spectroscopy of thin films hydrated in-situ, avoiding atmospheric contamination. Nanometer-sized films of clinker phases have been prepared using electron-beam evaporation methods. After deposition on silicon substrates, film thicknesses and mineralogical composition were characterized by atomic force microscopy (AFM) or mechanical profilometry and grazing-angle X-ray diffraction (GAXRD), respectively. Chemical composition was determined by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). Results from the GAXRD and XPS analysis show that aluminates phases are not suitable to be evaporated by electron beam technique. However quantitative analysis of calcium silicates samples shows that the Ca:Si ratio of the deposited film is the same as in the bulk starting material, confirming the suitability of the technique for the synthesis of these materials. Calcium silicate thin films with different thicknesses were submitted to hydration in different ways. XPS results describe clear chemical changes when samples are exposed to water vapor by shifts on the silicon peak, broadening on the calcium peak and decreasing on the Ca:Si ratio, related to the silicon polymerization due to the C-S-H formation. In situ hydration in fluid cell followed by AFM in water and calcium hydroxide saturated solution allows observing the formation of C-S-H particles, that happens very fast in C3S, which is dissolved later, and slower in C2S. Finally, Scanning transmission X-ray microscopy (STXM) of samples hydrated in situ with water allows observing the formation of particles with different concentration of calcium and silicon, and different chemical state at some point. The development of this technique of synthesis and the results obtained on the hydration allow improving the knowledge of early stage clinker phase hydration at the molecular level and to better understand the behavior of these materials, shedding some additional light on the complex problem of the hydration mechanisms of cementitious materials. / Aquesta tesi té per objectiu proporcionar nous coneixements sobre els mecanismes, abans poc coneguts, que operen durant la hidratació de les fases de ciment i la dissolució dels seus hidrats a escala molecular. Per tal d'aconseguir aquest objectiu, un nou enfocament ha estat seguit amb l'elaboració d'un nou procediment per sintetitzar pel·lícules primes de silicats de calci, la seva caracterització en temps real del creixement del gra i de la dissolució amb les cel·les de líquid al microscopi de forces atòmiques i el seguiment de l'evolució de la seva composició química per espectroscòpia de fotoelectrons de raigs X de pel·lícules primes hidratades in-situ, evitant la seva contaminació atmosfèrica. S'han preparat pel·lícules nanomètriques de les fases del clínquer utilitzant l'evaporació per feix d'electrons. Després de la deposició en substrats de silici, es van caracteritzar el gruix mitjançant la microscòpia de forces atòmiques (AFM) i la perfilometria mecànica i la composició mineralògica amb la difracció de raigs X d'angle rasant (GAXRD). La composició química es va determinar per espectroscòpia fotoelectrònica de raigs X (XPS). Els resultats del GAXRD i d'XPS mostren que els aluminats no són adequats per a ser evaporats utilitzant l'evaporació assistida amb feix d'electrons. No obstant això, anàlisis quantitatives de les mostres de silicats de calci mostren que la relació Ca:Si de la pel·lícula dipositada és la mateixa que en el material de partida, el que confirma la idoneïtat de la tècnica per a la síntesi d'aquests materials. Les pel·lícules primes de silicat càlcic de gruixos diferents van ser sotmeses a hidratació de diferents maneres. Els resultats d`XPS descriuen canvis químics clars quan les mostres estan exposades al vapor d'aigua com s'infereix dels canvis en el pic del silici, l'eixamplament del pic del calci i la disminució en la relació Ca:Si, que es relaciona amb la polimerització del silici degut ala formació de C-S-H. La hidratació in situ en aigua o solució saturada d'hidròxid de calci a la cel·la de fluid de l'AFM permet observar la formació de partícules de C-S-H. La hidratació ocorre molt ràpidament en el C3S, que després es dissol, i és més lenta en el C2S. Finalment, la microscòpia de transmissió i escaneig de raigs X (STXM) de les mostres hidratades in situ amb aigua permet observar la formació de partícules amb diferents concentracions de calci i silici i, en alguns casos, la variació de l'estat químic . El desenvolupament d'aquesta tècnica de síntesi i els resultats obtinguts en la hidratació permeten millorar el coneixement de la hidratació de les fases del clínquer en estadis inicials a nivell molecular i entendre millor el comportament d'aquests materials, ajudant a aclarir el complex problema dels mecanismes d'hidratació dels materials del ciment

Historical structures are vital to the realization of how the technical, artistic, and scientific skills of the human kind have developed over time. These structures are one of the motors of the tourism industry, and therefore, the studies related to their conservation do not only have social benefits but as well economical ones. It is unfortunately that many countries rich with valuable architectural heritage are characterized by high seismic activity, Italy and Turkey are obvious examples. Due to earthquakes, many invaluable historical structures have been lost forever. Consequently, there is an increasing need for more research on the topic of seismic assessment and protection of this class of buildings. This work contributes to the methodological approaches adopted for the seismic assessment of historical structures. In many cases, due to the lack of knowledge about the assessed historical structure, it is essential to combine many investigation activities in such approaches. The aim is to minimize any possibly required seismic strengthening interventions (minimum intervention concept) by increasing the level of knowledge about the structure. In the current research, the employed experimental investigation activities are the dynamic identification tests and the dynamic monitoring. Most approaches for dynamic monitoring are based on the use of a threshold limit which is used to trigger the system when the parameters measured surpass the limit. Here, an alternative is considered that consists of a continuous monitoring system based on the permanent measurement of the ambient vibration. A thermography monitoring is used as a complementary system for the measurement of temperature. The integration between the dynamic investigation and the numerical modeling is essential and it includes two main features. On one hand, tentative structural analyses are carried out to identify important aspects of the dynamic tests and monitoring strategies such as critical points of the structure where to place the sensors. On the other hand, the results of the dynamic investigation are used to perform model updating until obtaining a satisfactory structural model adequately matching the measured dynamic properties of the structure. Once the structural model is validated, it is used to carry out the seismic assessment of the structure. This assessment is performed using different methods, to cross check the results, including the pushover analysis, the kinematic limit analysis and the nonlinear dynamic analysis. It is then possible with these assessments to identify the seismic behavior of the structure. Using the N2 method, the evaluation of the structural performance and its safety are carried out. Hence, the needs for any possible seismic strengthening are revealed, keeping in mind, the respect to the "minimum intervention" concept. As an application, the cathedral of Mallorca (Spain) is taken as a case study. This structure is one of the largest cathedrals built during the Middle Age. For each of the previously mentioned research steps, the followed criteria and the experience gained are transferred into recommended methodological approaches to be applied to other historical structures. Finally, the integration of these partial steps into one integrated methodology is discussed. / Las estructuras históricas son de vital importancia para la comprensión del desarrollo de las habilidades técnicas, artísticas y científicas de la especie humana en el tiempo. Actualmente, estas estructuras son uno de los motores de la industria del turismo, y por ello, los estudios relacionados con su conservación no sólo tienen beneficios sociales, sino también económicos. Por desgracia, muchos países con abundante y en valioso patrimonio arquitectónico se caracterizan por una alta actividad sísmica. Entre ellos, Italia y Turquía son ejemplos obvios. Debido a los terremotos, muchas estructuras históricas de valor incalculable se han perdido para siempre. En consecuencia, existe una creciente necesidad de investigación sobre el tema de la evaluación sísmica y protección de esta clase de edificios. Este trabajo desea contribuir a la metodología adoptada para la evaluación sísmica de estructuras históricas. En muchos casos, y debido a las limitaciones en la comprensión de una estructura histórica en estudio, es esencial combinar distintas actividades de investigación con la finalidad de aumentar el conocimiento sobre la estructura. El objetivo es reducir al mínimo las intervenciones de refuerzo sísmico que pueden resultar necesarias (aplicando el concepto de intervención mínima) a través del aumentar el nivel de conocimiento acerca de la estructura. En esta investigación, las actividades experimentales empleadas son las pruebas de identificación dinámicas y la instrumentación dinámica. La mayoría de los enfoques para la instrumentación dinámica se basan en el uso de un umbral que se utiliza para activar el sistema cuando los parámetros medidos superan un límite. En el presente trabajo se considera una alternativa que consta de un sistema de instrumentación continua basado en la medición permanente de la vibración ambiente. Se utiliza un monitoreo termografíco como un sistema complementario para la medición de la temperatura. La integración entre la investigación dinámica y el modelado numérico es esencial. Esta integración incluye dos características principales. Por un lado, los análisis estructurales provisionales se llevan a cabo para identificar aspectos importantes de las pruebas dinámicas y de las estrategias de monitoreo, tales como los puntos críticos de la estructura donde colocar los sensores. Por otra parte, los resultados de la investigación dinámica se utilizan para realizar una actualización del modelo numérico estructural hasta la obtención de un modelo satisfactorio cuyos parámetros dinámicos coincidan satisfactoriamente con los medidos experimentalmente. Una vez que el modelo estructural se valida, se utiliza para llevar a cabo la evaluación sísmica de la estructura. Esta evaluaciónse lleva a cabo usando diferentes métodos incluyendo el análisis estático no lineal, el análisis límite cinemático y el análisisdinámico no lineal. Con estas evaluaciones es posible identificar el comportamientosísmico de la estructura. Utilizando el métodode N2, es posible llevar a cabo una evaluación del comportamiento estructural y de la seguridad ante el sismo. Ello permite determinar las necesidades refuerzo sísmico. El refuerzo propuesto debe tener en cuenta el concepto de "intervención mínima".La catedral de Mallorca (España) se toma como caso de estudio para la aplicación de la metodología propuesta. Esta estructura es una de las mayores catedrales construidas en Europa durante la Edad Media. Para cada uno de los pasos de la investigación mencionados anteriormente, los criterios seguidos y la experiencia adquirida han sido transferidos a los enfoques metodológicos recomendados para su posible aplicación a otras estructuras históricas. Se presenta una discusión sobre la integración de estos pasos parciales en una metodología global. / Les estructures històriques són de vital importància per a la comprensió del desenvolupament de les habilitats tècniques, artístiques i científiques de l'espècie humana en el temps. Actualment, aquestes estructures són un dels motors de la indústria del turisme, i per això, els estudis relacionats amb la seva conservació no només tenen beneficis socials, sinó també econòmics. Per desgràcia, molts països amb abundós i valuós patrimoni arquitectònic es caracteritzen per una alta activitat sísmica, Itàlia i Turquiaen són exemples obvis. A causa dels terratrèmols, moltes estructures històriques de valor incalculable s'han perdut per sempre. En conseqüència, hi ha una creixentnecessitat d’investigació sobre el tema de l'avaluació i protecció sísmica d'aqueste tipus d'edificis.Aquest treball desitja contribuir a la metodologia adoptada per a l'avaluació sísmica d'estructures històriques. En molts casos, i a causa de les limitacions en la comprensió d’una estructura històrica en estudi, és essencial combinar diferents activitats de recerca amb la finalitat d’augmentar el coneixement sobre l’estructura. L'objectiu és reduir al mínim les intervencions de reforç sísmic que poden resultar necessàries (tot aplicant el concepte d'intervenció mínima) a través d’augmentar el nivell de coneixement sobrel’estructura.En la present investigació, les activitats de recerca experimentals emprades són les proves d'identificació dinàmiques i la monitorització dinàmica. La majoria dels enfocaments per la monitorització dinàmica es basen en l'ús d'un llindar que s'utilitza peractivar el sistema quan els paràmetres mesurats superen un límit. En el present treball esconsidera una alternativa que consta d'un sistema de monitoratge continu basat en el mesurament permanent de la vibració ambient. Alhora, s’utilitza un monitoratgetermogràfic com a sistema complementari per al mesurament de la temperatura. La integració entre la recerca dinàmica i el modelatge numèric és essencial. Aquesta integració inclou dues característiques principals. D'una banda, les anàlisis estructuralsprovisionals es duen a terme per a identificar aspectes importants de les proves dinàmiques i de les estratègies de monitorització, com ara punts crítics de l'estructura oncol·locar els sensors. D'altra banda, els resultats de la recerca dinàmica s'utilitzen per realitzar una actualització d'un model estructural fins a la obtenció d’un model satisfactori del qual els paràmetres dinàmics coincideixin satisfactòriment amb les propietatsdinàmiques mesurades experimentalment. Una vegada validat el model estructural, s'utilitza per dur a terme l'avaluació sísmicade l'estructura. Aquesta avaluació es porta a terme utilitzant diferents mètodes incloent l'anàlisi estàtica no lineal , l'anàlisi límit cinemàtica i l'anàlisi dinàmica no lineal. És llavorspossible, amb aquestes valuacions,caracteritzar el comportament sísmic de l'estructura.Utilitzant el mètode de N2 és possible dur a terme una avaluació del comportament estructural i de la seguretat davant de sisme. Aquesta avaluació permet determinar lesnecessitats de reforç sísmic. El reforç finalment proposat ha de tenint en compte el concepte d'intervenció mínima.La catedral de Mallorca (Espanya) es pren com a cas d'estudi per a l’aplicació de la metodologia proposada. Aquesta estructura es Una de les catedrals més grans construïdes a Europa durant l’Edat Mitja.Per a cada un dels passos de la investigació esmentats anteriorment, els criteris utilitzats i l'experiència adquirida es transfereixen han estat transferits als enfocaments metodològics recomanats l’aplicació a altres estructures històriques. Finalment, es presenta una discussió sobre la integració d’aquests passos parcials en una metodologiaglobal.