Submitted by Claudia Rocha (claudia.rocha@udesc.br) on 2017-12-14T13:00:59Z No. of bitstreams: 1 PGEF17MA080.pdf: 2008307 bytes, checksum: 8732b2de7a80b6063f37c07cd1d0f861 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-12-14T13:00:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PGEF17MA080.pdf: 2008307 bytes, checksum: 8732b2de7a80b6063f37c07cd1d0f861 (MD5) Previous issue date: 2017-02-21 / FAPESC / CAPES / The glulam is made up by laminated timbers with restricted size regarding the final component, they are glued each other and being lied in parallel direction to fibers, being used in structures to timber construction. In Brazil, the glulam is mainly manufactured with exotic timbers from planted forests, such as Pinus and the Eucalyptus. Paricá is a native specie quite planted in business forests from Amazonia. Reseraches shows that the specie has aptitude for being used in glulam, but its resistance is lower than Eucalyptus. During structural elements manufacturing, the reinforcement with fibers may increase the paricá's glulam performance. Thus, this research aims to evaluate the potential of paricá specie for be used in glulam beams reinforced with glass fiber and carbon fiber with adhesive based on resorcinol. In the first part of work, it was made a classification laminates of paricá timber for manufacturing of glulam beams. Therefore, the laminated were divided by density and classified into 8 classes, then used a non-destructive bending test, with three points, being the siplacemtn mensure by expeditious mode and by data acquisition system. Datas were assessed by Scott Knott average test with 5% of meaningfulness. In the second part of work, bending tests was made on 30 Paricá's glulam beams, arranged in 5 treatments: T1- without reinforcement; T2 - with fiberglass reinforcement with grammage 110 g.m-2; T3- glass fiber with 200 g.m-2; T4 –glass fiber with 330 g.m-2; and T5 - carbon fiber with grammage 200 g.m-2. Just one fiber layer was used on treatment with reinforcement. The the average and characteristic values were determined of strength to axial stress, strength to shear, elasticity modulus – MOE, and the normal shear and normal tension on glue line. Datas were assessed about normality, homogeneity and averages comparison by Tukey test to 5% of meaningfulness. The glulam beams composed with classified laminated timbers by expeditious mode had a relative error about 26,21% regarding glulam beams composed with laminated timbers classified by a displacement transducer. Characteristic values of strength to axial stress, shear stress and MOE were: T1 (55,06; 1,4; 12.097,93 MPa); T2 (59,40; 1,27;12.062,91 MPa); T3 (53,45; 1,27; 14.068,63 MPa); T4 (61,09; 1,45; 13.370,25 MPa); and T5 (52,16; 1,24; 12.823,84 MPa), respectively. When comparing the strength gain of reinforced beams regarding T1, an increase about axial stresses 17,57% was obtained for glulam beams reinforced with fiber glass and the reinforcement with carbon showed just 0,38%. It was observed beams breaking did not happen by shear forces, this fact shows that to use adhesive based on resorcinol was satisfactory. Analytic design differed statistically on treatment T5 (21.627 MPa on analytic; 12.857 MPa on theoretical) due to high elasticity modulus of the carbon fiber. The expeditious mode can be used to classified the MOE by glulam manufactory companies. Reinforcements with synthetic fibers showed promising results on timber beams reinforcement when is used adhesive based on resorcinol, this fact lead to an increase of up to 22,32% on the strength to axial stresses when is used fiberglass with 200g.cm-2 / A Madeira Lamelada Colada (MLC) é formada por lamelas de madeira com tamanho reduzido em relação ao componente final, coladas entre si no sentido paralelo às fibras, sendo utilizada em estruturas para a construção em madeira. No Brasil, a MLC é produzida, principalmente, com madeiras exóticas provenientes de florestas plantadas, tais como o Pinus e o Eucalyptus. O paricá é uma espécie nativa plantada em florestas comerciais na Amazônia. Pesquisas mostram que a espécie possui aptidão para o uso em MLC, mas sua resistência é menor que o Eucalyptus. Durante a produção de elementos estruturais, o reforço com fibras durante pode aumentar o desempenho do MLC de paricá. Deste modo, esse trabalho visou avaliar o potencial da espécie de paricá para utilização em vigas de MLC reforçadas com fibras de vidro e fibras de carbono, utilizando o adesivo a base de resorcinol. Na primeira parte do trabalho foi feita a classificação das lamelas de paricá para a produção de vigas MLC. Para isto, as lamelas foram separadas pela densidade aparente em oito classes, então empregados o ensaio de flexão não destrutivo a três pontos, sendo o deslocamento medido de forma expedita e por um sistema de aquisição automático de dados. Os dados foram avaliados pelo teste de médias Scott Knott a 5% de significância. Na segunda parte do trabalho, foram ensaiadas 30 vigas em MLC de paricá à flexão, separadas em 5 tratamentos: T1 - sem reforço; T2 - com reforço em fibra de vidro com gramatura 110 g.m-2; T3 – fibra de vidro com 200 g.m-2; T4 – fibra de vidro com 330 g.m-2; e T5 - com de fibra de carbono 200 g.m-2. Apenas 1 camada de fibra foi utilizada em todos os tratamentos com reforços. Os valores médios e característicos foram determinados para a resistência à tensão axial na flexão, ao cisalhamento, EW, e o cisalhamento e tração normal da linha de cola. Os dados foram avaliados quanto a sua normalidade, homogeneidade e comparação de médias pelo teste Tukey à 5% de significância. As vigas de MLC compostas com lamelas classificadas pelo método expedito tiveram um erro relativo de até 26,21% em relação a vigas de MLC compostas com lamelas classificadas pelo método com transdutor de deslocamento. Os valores característicos de resistência a tensão axial, tensão de cisalhamento e EW foram: T1(51,96; 1,39; 12.097,93 MPa); T2 (59,40; 1,27; 12.062,91 MPa); T3 (53,45; 1,27; 14.068,63 MPa); T4 (61,09; 1,45; 13.370,25 MPa) e T5 (52,16; 1,24; 12.823,84 MPa), respectivamente. Ao comparar o ganho de resistência das vigas reforçadas com o T1, um aumento de até 17,57% foi obtido para vigas reforçadas com fibra de vidro e o reforço de fibra de carbono apresentou apenas 0,38%. Observou-se que as rupturas das vigas não foram tensões de cisalhamento, indicando que o uso de adesivo a base de resorcinol foi satisfatório. O cálculo analítico diferiu estatisticamente apenas no tratamento T5 (21.627 MPa no analítico; 12.857 MPa no experimental), devido ao alto EW fibra de carbono. O método expedito poderá ser utilizado para a classificação do EW por empresas de produção de MLC. Os reforços com fibras sintéticas mostraram resultados promissores nas de vigas de MLC ao utilizar o adesivo a base de resorcinol, levando a um aumento de até 22,32% na resistência a tensões axiais em vigas reforçadas com fibras de vidro com gramatura acima de 200 g.cm-2

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / É provável, que num futuro breve, as atividades da indústria da construção sejam dedicadas em grande parte ao reforço, restauro, reutilização e recuperação de diversos edifícios que, construídos em épocas por vezes não muito distantes, encontram-se hoje em precárias condições de conservação e de segurança. Restauração envolve a realização de uma série de operações necessárias na estrutura de uma edificação a fim de restabelecer sua eficiência estrutural original, antes de ocorrer o colapso. Por outro lado, reforço estrutural representa melhorar o desempenho estrutural a fim de permitir que a edificação atenda às novas exigências funcionais, como por exemplo, novo tipo de carregamento. A necessidade de se realizar trabalhos de reparação e reforço estrutural em edifícios urbanos está diretamente relacionada com a oportunidade e a necessidade de se recuperar espaços e volumes não mais utilizados, impedindo a sua completa degradação, possibilitando assim, uma nova utilização. Estas intervenções devem usar todas as possibilidades proporcionadas pelos modernos sistemas de reparação e de reforço estrutural, visando encontrar as melhores soluções para os problemas de perda de resistência, de transporte, de operacionalidade em espaços reduzidos e de compatibilidade funcional e estética diante das estruturas existentes. Este trabalho tem como finalidade principal apresentar as diversas possibilidades e vantagens do uso das estruturas de aço em reformas, restaurações e reforço de estruturas existentes construídas, inicialmente, com diversos tipos de materiais. As vantagens estruturais e arquitetônicas do aço possibilitam a verificação de várias exigências construtivas, das quais se pode citar: a pré-fabricação, a elevada resistência, a reversibilidade, as dimensões e peso reduzidos, a simplicidade de transporte, a facilidade de montagem em obra, a utilização em espaços reduzidos, a disponibilidade em diversas formas e dimensões, o tempo de execução reduzido e a ótima relação custo benefício. / It is probable that, in a very near future, a substantial amount of construction industry activities would be dedicated to the reinforcement, rehabilitation, reuse and repair of buildings that, despite being recently constructed, are already subjected to precarious conservation and safety conditions. The buildings renewal and repair activities involve a set of required structural interventions to re-establish its original structural efficiency before any permanent structural damage occurs. On the other hand, structural reinforcement represents a structural performance improvement to enable the evaluated building to attend its new required functional demands, i.e. additional loads. The need for performing tasks related to urban buildings repair and reinforcement is directly related to the opportunity and necessity of regaining unused spaces and volumes inhibiting its complete degradation and enabling their reuse. These interventions should use all the possibilities created by modern systems of structural repair and reinforcement. Their main objective is to determine the best solutions for problems related to lack of structural strength, transport, operation in reduced spaces and functional and aesthetical compatibility with the existing structures. The main aim of this study is to present the various possibilities and advantages related to the use of steel structures in renewal, restorations, rehabilitations, repair and reinforcement of structures that were originally built with different materials. The steel structural and architectural advantages enable the development of various constructional requirements like: prefabrication, high structural strength, reversibility, reduced dimensions and weight, transport and erection ease, use in reduced spaces, availability in several shapes and dimensions, reduced execution time and an optimum cost-benefit ratio.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:09:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissAOJ.pdf: 6192010 bytes, checksum: fa94e00175e6f6ea0adcf64f7dcaee5f (MD5) Previous issue date: 2007-07-25 / Financiadora de Estudos e Projetos / This dissertation deals with the use of fiberglass as a concrete addition, in order to improve its mechanical properties such as better crack distribution, or as polymer reinforcement, in order to form a composite to be externally or internally used as reinforcement to other material as concrete or masonry or to use itself as a structural member. The literature review presented is believed to achieve the current state-of-art of the fiberglass use in civil construction applications. Next, usual approaches to dimensioning structural members in GFRP are presented. Construction systems and processes using this material are assessed focused to civil construction. Themes as the technology spread up, Brazilian applications and eventual difficulties are focused. With this research one expects to approach the text to the state-of-art up today. / Essa dissertação trata da utilização da fibra de vidro de duas formas distintas. A primeira como uma adição ao concreto para melhorar suas propriedades mecânicas num elemento estrutural qualquer, visando minimizar a propagação de fissuras por diversas ações. A segunda forma como reforço de polímeros diversos, os quais dão origem a elementos estruturais ou componentes de reforço estrutural interno ou externo de estruturas de concreto, em complemento ou substituição ao aço. É feita a revisão bibliográfica sobre as pesquisas e aplicações que representam hoje o estado-da-arte do uso desses materiais em construção civil. Em seguida, enumeram-se alguns processos de cálculo usuais para esse sistema construtivo. Posteriormente, são apresentados diversos exemplos de aplicação que fazem uso da fibra de vidro. do GRC ou dos GFRP como componentes estruturais, com enfoque para a construção civil. São abordados aspectos relativos à disseminação da tecnologia, aplicações no Brasil e dificuldades a serem transpostas. Com essa pesquisa espera-se aproximar o texto ao estadoda- arte até hoje.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / É provável, que num futuro breve, as atividades da indústria da construção sejam dedicadas em grande parte ao reforço, restauro, reutilização e recuperação de diversos edifícios que, construídos em épocas por vezes não muito distantes, encontram-se hoje em precárias condições de conservação e de segurança. Restauração envolve a realização de uma série de operações necessárias na estrutura de uma edificação a fim de restabelecer sua eficiência estrutural original, antes de ocorrer o colapso. Por outro lado, reforço estrutural representa melhorar o desempenho estrutural a fim de permitir que a edificação atenda às novas exigências funcionais, como por exemplo, novo tipo de carregamento. A necessidade de se realizar trabalhos de reparação e reforço estrutural em edifícios urbanos está diretamente relacionada com a oportunidade e a necessidade de se recuperar espaços e volumes não mais utilizados, impedindo a sua completa degradação, possibilitando assim, uma nova utilização. Estas intervenções devem usar todas as possibilidades proporcionadas pelos modernos sistemas de reparação e de reforço estrutural, visando encontrar as melhores soluções para os problemas de perda de resistência, de transporte, de operacionalidade em espaços reduzidos e de compatibilidade funcional e estética diante das estruturas existentes. Este trabalho tem como finalidade principal apresentar as diversas possibilidades e vantagens do uso das estruturas de aço em reformas, restaurações e reforço de estruturas existentes construídas, inicialmente, com diversos tipos de materiais. As vantagens estruturais e arquitetônicas do aço possibilitam a verificação de várias exigências construtivas, das quais se pode citar: a pré-fabricação, a elevada resistência, a reversibilidade, as dimensões e peso reduzidos, a simplicidade de transporte, a facilidade de montagem em obra, a utilização em espaços reduzidos, a disponibilidade em diversas formas e dimensões, o tempo de execução reduzido e a ótima relação custo benefício. / It is probable that, in a very near future, a substantial amount of construction industry activities would be dedicated to the reinforcement, rehabilitation, reuse and repair of buildings that, despite being recently constructed, are already subjected to precarious conservation and safety conditions. The buildings renewal and repair activities involve a set of required structural interventions to re-establish its original structural efficiency before any permanent structural damage occurs. On the other hand, structural reinforcement represents a structural performance improvement to enable the evaluated building to attend its new required functional demands, i.e. additional loads. The need for performing tasks related to urban buildings repair and reinforcement is directly related to the opportunity and necessity of regaining unused spaces and volumes inhibiting its complete degradation and enabling their reuse. These interventions should use all the possibilities created by modern systems of structural repair and reinforcement. Their main objective is to determine the best solutions for problems related to lack of structural strength, transport, operation in reduced spaces and functional and aesthetical compatibility with the existing structures. The main aim of this study is to present the various possibilities and advantages related to the use of steel structures in renewal, restorations, rehabilitations, repair and reinforcement of structures that were originally built with different materials. The steel structural and architectural advantages enable the development of various constructional requirements like: prefabrication, high structural strength, reversibility, reduced dimensions and weight, transport and erection ease, use in reduced spaces, availability in several shapes and dimensions, reduced execution time and an optimum cost-benefit ratio.

Made available in DSpace on 2014-07-29T15:03:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao poliana paula nascimento.pdf: 3745799 bytes, checksum: 3d668e197266750a56c400714f13762a (MD5) Previous issue date: 2009-09-11 / Many problems involving cases of ruins of buildings, bridges, etc., specifically ruin of columns, which are among the most important links in the whole structure, due to project flaw, bad execution or even for the evolution and changing habits. Therefore it has been of fundamental importance researches on the experimental behavior of structures. When conducting a strengthening column using dry with increased self-compacting concrete, it has the drawback of a sudden rupture by peeling the reinforcement. For this, there is a need to study the area of adhesion between substrate and to strengthen and create a way of preparation of this interface area so that the column increases may come into ruin in a ductile flexural as well as in a monolithic column. Thus, it s been developed an experimental study in the School of Civil Engineering, Federal University of Goias, based on analysis of the breaking loads, lateral displacements and deformations of the column of materials for different ways of preparing the surface of the column to be strengthened. The experimental phase of this work was based on testing of nine reinforced concrete columns, which are tested under flexural compression, with eccentricity of 60 mm. Two columns were used as reference columns, one with the original dimensions of the column and the other monolithic concreted in the thickness of a sin reinforced the others received a layer of 35 mm thick concrete selfcompacting in the compressed face. For preparation of the interchange between the two materials, it was proceeded with the scarification and the realization of grooves along this surface, where inserted connectors attached to transverse reinforcement of the columns, varying the position and quantity of the same. It can be concluded that not only quantity, but mainly the location of connectors used in the connection between the substrate and reinforcement, is essential for a good result of resistance and rupture mode. Must be observed a minimum spacing between the connectors strengthening to ensure a more monolithic unit, enabling a ductile rupture occurred as the reference column / Muitos são os problemas envolvendo casos de ruína de edifícios, pontes etc, especificamente ruína de pilares, que são uns dos elos mais importantes do conjunto estrutural, por falha de projeto, de execução ou ainda, pela evolução e alteração de hábitos. Por isso tem sido de fundamental importância as pesquisas que abordam o comportamento experimental das estruturas. Ao se realizar um reforço de pilar utilizando-se aumento de seção com concreto auto-adensável, tem-se o inconveniente de uma ruptura brusca por desplacamento do reforço. Para tanto, verifica-se a necessidade de estudar a zona de aderência entre substrato e reforço e criar um modo de preparo desta zona de interface de modo que o pilar reforçado possa entrar em ruína de forma dúctil por flexão, assim como acontece em um pilar monolítico. Assim, desenvolveu-se um estudo experimental na Escola de Engenharia Civil da Universidade Federal de Goiás, baseado na análise de cargas de ruptura, deslocamentos laterais dos pilares e deformações dos materiais para diferentes formas de preparo da superfície do pilar a ser reforçado.A etapa experimental deste trabalho baseou-se no ensaio de nove pilares de concreto armado, sendo estes ensaiados à flexo-compressão reta, com excentricidade de 60 mm. Dois pilares foram usados como pilares de referência, sendo um com as dimensões originais do pilar e o outro monolítico concretado na espessura de um peça reforçada, os demais receberam uma camada de 35 mm de espessura de concreto auto-adensável na face comprimida. Para preparo da zona de interface entre os dois materiais, procedeu-se com a escarificação e a realização de sulcos ao longo desta superfície, onde foram inseridos conectores ligados a armadura transversal do pilar, variando-se a posição e a quantidade dos mesmos. Pode-se concluir que não só a quantidade, mas principalmente, a localização dos conectores utilizados na ligação entre substrato e reforço, são imprescindíveis para um bom resultado de resistência e modo de ruptura. Sendo necessário respeitar um espaçamento mínimo entre os conectores do reforço para se garantir um trabalho mais monolítico da peça, possibilitando uma ruptura dúctil como a ocorrida nos pilares de referência

Este artículo trata sobre la evaluación sísmica y propuesta de refuerzo sismorresistente de un módulo escolar denominado Apenkai. El edificio fue diseñado y construido en los años 90’s, bajo el código de diseño de 1977, el cual era muy permisible y no consideraba de manera adecuada las solicitaciones sísmicas. Asimismo, presenta fallas por columna corta y agrietamiento de muros, evidenciados en sismos importantes como los de 1996 en Nazca y de 2007 en Pisco, todo ello se resume a una capacidad insuficiente para su fin fundamental como colegio de representar un refugio para los alumnos y población aledaña ante grandes terremotos. En este sentido, es necesario reforzar y acondicionar estos edificios escolares. En este estudio, se presenta una propuesta de refuerzo innovador para la estructura, reforzando los muros de mampostería de forma diagonal con bandas y anclajes de CFRP, así como completando y eliminando los muros que producen la falla por columna corta. Se realiza un análisis modal espectral para determinar el desempeño sísmico en el caso as built y con refuerzo, delimitado a un suelo flexible. Se determinó que la estructura actual no cumple con el control de agrietamientos en los muros de mampostería y que la capacidad de la estructura no soportaría un sismo severo. Además, el reforzamiento con CFRP logra incrementar la capacidad de los muros y del edificio escolar con gran ventaja respecto a los muros sin reforzar, así como incrementar la ductilidad de la estructura, otorgándole mayor desplazamiento y capacidad de liberar energía. De este modo, la estructura ahora sí podría soportar el sismo severo de acuerdo al control de corte de edificio de la norma E.070. / This article deals with the seismic evaluation and proposal of seismic-resistant reinforcement of a school module called Apenkai. The building was designed and constructed in the 90's, under the 1977 design code, which was very permissible and did not adequately consider seismic stresses. Likewise, it presents faults by short column and cracked walls, evidenced in important earthquakes such as those of 1996 in Nazca and 2007 in Pisco, all this is summarized to an insufficient capacity for its fundamental purpose as a school to represent a refuge for the students and neighboring population in front of big earthquakes. In this sense, it is necessary to reinforce and condition these school buildings. In this study, an innovative reinforcement proposal for the structure presented, reinforcing the masonry walls in a diagonal way with CFRP bands and anchors, as well as completing and eliminating the walls that produce the short column fault. A spectral modal analysis performed to determine the seismic performance in the As Built case and with reinforcement, delimited to a flexible soil. It was determined that the As Built structure does not comply with the crack control in the masonry walls and that the capacity of the structure would not support a severe earthquake. In addition, CFRP reinforcement increases the capacity of the walls and the school building with great advantage over unreinforced walls, as well as increasing the ductility of the structure, giving it greater displacement and ability to release energy. Likewise, the structure could now withstand the severe earthquake according to the control of the E.070 standard. / Trabajo de investigación

En un evento sísmico, las estructuras suelen incurrir en un comportamiento inelástico, suscitándose daños estructurales. Sin embargo, en la actualidad existen diversos dispositivos de control sísmico, sobresaliendo los disipadores fluido viscoso (dfv), los cuales añaden amortiguamiento a la edificación, cuya finalidad es cumplir con el objetivo fundamental de la Ingeniería Sismorresistente, esto es, salvaguardar la vida de los habitantes. El presente trabajo consiste en su implementación en una edificación con predominio de muros estructurales, de 5 niveles que presenta irregularidad torsional y supera el límite de deriva permisible establecido por la Norma Técnica E.030 “Diseño Sismorresistente”. El diseño de estos dispositivos surge con la determinación del objetivo de diseño. Así pues, dado que se espera un desempeño de resguardo a la vida ante un nivel de sismo raro y daños a lo sumo del tipo moderado, la deriva objetivo máxima es 0.58%. Se analiza el modelo considerando los exponentes de velocidad lineal y no lineal, siendo los dfv distribuidos uniformemente con disposición diagonal, cuya cantidad por nivel corresponde a 8. Entre los principales resultados, se destaca la reducción de esfuerzos en elementos estructurales, del comportamiento torsional y de las derivas en un rango del 45%, 91% y 60%, respectivamente. En síntesis, conforme las mejoras debido a la implementación de los disipadores fluido viscoso, a corto plazo, en el Perú, será necesario establecer una normativa para el diseño óptimo y el aporte eficiente de amortiguamiento en las estructuras. / In a seismic event, structures usually incur in inelastic behavior, causing structural damage. However, there are currently various seismic control devices, most notably viscous fluid dissipators (dfv), which add damping to the building, whose purpose is to fulfill the fundamental objective of Earthquake Engineering, that is, to safeguard the life of the inhabitants. The present work consists of its implementation in a building with a predominance of structural walls, of 5 levels that presents torsional irregularity and exceeds the permissible drift limit established by Technical Standard E.030 “Earthquake-resistant Design”. The design of these devices arises with the determination of the design objective. Thus, given that a life-saving performance is expected in the event of a rare earthquake level and moderate damage at most, the maximum target drift is 0.58%. The model is analyzed considering the exponents of linear and non-linear velocity, with the dfv being uniformly distributed with a diagonal arrangement, whose quantity per level corresponds to 8. Among the main results, stands out the stress reduction in structural elements, torsional behavior and drifts in a range of 45%, 91% and 60%, respectively. In summary, according to the improvements due to the implementation of viscous fluid dissipators, in the short term, in Peru, it will be necessary to establish regulations for the optimal design and efficient damping contribution in the structures. / Tesis

This thesis explores new methods for achieving load-carrying joints between the dissimilar materials of continuous fibre reinforced polymer matrix composites and structural metals. The new composite-to-metal joining methods investigated in this work exploit the metal-to-metal joining techniques of arc micro-welding, resistance spot welding, and metal filler brazing, to form novel micro-architectured metal adherends that can be used for enhanced composite-to-metal joining. Through a combination of equipment instrumentation and metallographic inspection of fabricated prototype joints, understanding is gained of how materials respond when processed by manufacturing techniques that have not previously been exploited for dissimilar material joining. Mechanical testing of prototype joints; both to ultimate loading strength and partial failure states, with subsequent inspection of specimens and comparative performances evaluation enabled joining performance characterisation of the new joining methods. Key results include: the identification of micropin reinforced adhesive joints to exhibit pseudo-ductile failure characteristics, resistance spot weld reinforcement of adhesive joints to boost bonding performance, and the use of a polymer infused metal foam to overcome difficulties of thermoplastic to metal adhesion. Through this work knowledge of how novel micro-architectures reacted under mechanical loading enabled insights to be gained into how perceived manufacturing defects can benefit joining performance. Such examples include, localised material weakness that lead to global pseudo-ductile failure behaviour, and low-strength secondary joining mechanisms boosting primary load transfer systems. By comparison of the diverse joining methods investigated in this work, trends were identified that suggest joining performance between the two dissimilar materials is improved by increasing the direct interaction between the composite reinforcement fibres and the metal structure. It is demonstrated that joining improvements are gained by forming mechanical connections between metals and composite precursory material before the final manufacturing process of the composite.

La presente tesis tiene como objetivo analizar y evaluar la efectividad de reforzar con acero estructural a una edificación existente que no cumple el control de derivas. La edificación a reforzar, ubicada en el distrito de Lince en la ciudad de Lima, cuenta con un área de terreno total de 193m2, con 5 pisos destinados al uso de oficinas y un sistema estructural de pórticos de concreto armado construido en el año 2004. Se exponen todos los sistemas de reforzamiento con acero estructural más utilizados en la actualidad para rigidizar la edificación y que la estructura logre un comportamiento sismorresistente adecuado. El material del reforzamiento será acero estructural ASTM A36. Se verificará las irregularidades que presenta la edificación existente; dado a que la edificación fue construida bajo las especificaciones de la Norma E.030 del 2004, se actualizarán todos los parámetros sísmicos a la más reciente Norma E.030 Diseño Sismorresistente 2018. Se modela la edificación con cada tipo de reforzamiento con acero, se realiza un análisis símico para comprobar que la estructura cumpla con los requisitos especificados en la Norma E.030, y verificar que los desplazamientos laterales relativos de entrepisos (derivas) no superen el límite máximo permitido de 0.007 establecido en la Norma. De esta manera, se optará por el sistema de reforzamiento con acero más efectivo y viable para la edificación. Por último, se verifican todos los elementos estructurales de concreto y se diseña los nuevos elementos de acero implementados a la estructura, bajo la Especificación AISC 360 para acero estructural. / The objective of this thesis is to analyze and evaluate the effectiveness of reinforcing an existing building with structural steel that does not comply with drift control. The building to be reinforced is located in the Lince district in the city of Lima, has a total land area of 193m2. The building consists of 5 floors for office use, it is a structural system of reinforced concrete porches and was built in 2004. All the systems of reinforcement with structural steel most used today are exposed to stiffen the building and that the structure achieves an adequate earthquake-resistant behavior. The reinforcement material will be ASTM A36 structural steel. Irregularities in the existing building will be verified; Since the building was built under the specifications of Standard E.030 of 2004, all seismic parameters will be updated to the most recent Standard E.030 Seismic-resistant Design 2018. The building is modeled with each type of steel reinforcement, a simian analysis is carried out to verify that the structure complies with the requirements specified in Standard E.030, and to verify that the relative lateral displacements of the floors (drifts) do not exceed the limit. maximum allowed of 0.007 established in the Standard. In this way, the most effective and viable steel reinforcement system for the building will be chosen. Finally, all the concrete structural elements are verified and the new steel elements implemented to the structure are designed, under the AISC 360 Specification for structural steel. / Tesis

Il est prévu d’augmenter la durée de vie des centrales nucléaires actuellement opérationnelles. Le vieillissement des structures en béton armé telles que les tours aéroréfrigérantes doit être évalué, son incidence sur la capacité portante calculée. Dans le cas de fortes dégradations, le renforcement doit être envisagé, afin d’assurer la pérennité de ces tours face aux sollicitations extrêmes telles que les tempêtes de vent et les séismes. Ce travail vise à quantifier les effets néfastes que peut générer la réduction de section des aciers induite par la corrosion, en particulier sur la capacité portante des tours dans des conditions de sollicitations extrêmes monotones ou cycliques de types vent et séisme. Ces sollicitations sont certainement les plus sévères, entrainant la structure dans le domaine non linéaire, elles sont susceptibles d’induire des endommagements de type fissuration qui dans le cas de sollicitation cycliques peuvent s’avérer néfastes. Des modélisations numériques sont proposées pour déterminer la réponse quasi-statique ou dynamique de la structure, en tenant compte des apparitions de fissures dans le béton et de leur évolution via des lois de comportement appropriées du matériau béton, ainsi que la plastification des aciers. Dans le cas d’une sollicitation sismique, dans le but de comparer les approches de modélisation du séisme et d’évaluer la robustesse des résultats, les réponses dynamiques sont évaluées par trois méthodes différentes de calcul : l’approche dynamique temporelle non linéaire, la méthode spectrale et la méthode modale temporelle. Des études paramétriques portant sur l’amortissement, les combinaisons de charges et les configurations structurales, sont aussi menées. Dans le cas d’une sollicitation de type vent, la technique de renforcement à l’aide de matériaux composite, tel que le tissu de fibres de carbone (TFC) est modélisée. Le comportement de la structure endommagée présentant un taux de corrosion avancée, est évalué dans le régime pré- et post-fissuration, comparativement à la structure intègre. La perte de capacité portante est quantifiée, un renforcement permettant de restaurer l'intégrité et donc d’augmenter la durée de vie de la structure est proposé. / The authorities have planned to increase the lifetime of currently operating nuclear power plants. The ageing of reinforced concrete structures such as cooling towers should be evaluated and its impact on the bearing capacity calculated. In the case of significant damage, the strengthening must be considered to ensure the sustainability of these towers facing the risk of storms and earthquakes becoming more and more frequent. This work aims to quantify the adverse effects that can generate concrete cracks and rebar section loss induced by corrosion, especially on the bearing capacity of nuclear power plant cooling towers under monotonic or cyclic extreme load conditions (wind and earthquake). These loads are certainly the most severe, since they take the structure into the nonlinear domain and can induce or amplify cracking damage. Numerical simulations are proposed to determine the quasi-static or dynamic response of the structure, taking into account appearance of concrete cracks and their evolution via an appropriate material concrete law and rebar's yielding. In the case of a seismic load, the responses are evaluated by three different methods; the nonlinear response history analysis (NLRHA), the response spectrum analysis and the modal response history analysis (MRHA) in order to compare the earthquake modeling approaches and to evaluate the robustness of the results. Parametric studies on damping, load combinations and structural configurations, are also performed. In the case of a wind load, the strengthening technique using composite materials, such as carbon fiber reinforced plastic (CFRP) is modeled. The behavior of the damaged structure with an advanced corrosion rate is estimated in the pre- and post-cracking regime, compared to the undamaged structure. The drop of bearing capacity is quantified, a reinforcement designed is proposed to restore the integrity and thus increase the lifetime of the structure.