La durabilidad de los materiales de infraestructura como el hormigón tiene impactos directos en la economía, no solo por los costes de mantenimiento y reparación de la infraestructura, sino también en la productividad de las industrias que dependen directa o indirectamente de las condiciones de la infraestructura. Por tanto, la mejora de la durabilidad del hormigón es una preocupación importante en muchos países. Las construcciones de hormigón deben ser diseñadas para perdurar en el tiempo manteniendo su integridad mecánica y sus condiciones de servicio durante la vida útil para la que han sido proyectadas. A este respecto, además de una mano de obra cualificada, la evaluación de las características, estado y calidad del hormigón y sus constituyentes tanto en laboratorio como en ensayos in situ es, por tanto, esencial para garantizar las condiciones de servicio requeridas al hormigón y uno de los principales pilares para garantizar el rendimiento de la infraestructura durante su vida útil. La corrosión de las barras de acero en las estructuras de hormigón armado es un problema de gran preocupación en la industria de la ingeniería civil. Con frecuencia, cuando las estructuras están expuestas a agentes ambientales a lo largo del tiempo, se generan productos de corrosión del acero que provocan expansiones de volumen y, por lo tanto, fisuración del recubrimiento de hormigón. Como resultado, la capacidad de carga de la estructura se ve socavada y puede producirse una falla repentina que limite su vida útil. El desarrollo de técnicas de ensayos no destructivos (END) para detectar daños en estructuras en las primeras etapas es de suma importancia para prevenir posibles pérdidas de vidas humanas y propiedades. Hoy en día, se encuentran disponibles métodos de ensayo no destructivos estandarizados para determinar la actividad de corrosión en estructuras. Por ejemplo, las técnicas electroquímicas permiten determinar la velocidad de corrosión de las barras de acero y luego utilizarla como entrada en modelos teóricos que se dedican a estimar la vida útil restante de la estructura. Sin embargo, las técnicas de ensayo no destructivas de base electroquímica no son capaces de identificar el daño mecánico generado en el recubrimiento del hormigón (generalmente en forma de fisuras, delaminación o desunión de la interfaz acero-hormigón) debido a la corrosión de las barras de refuerzo. Alternativamente, las técnicas de ensayo no destructivas más extendidas para la evaluación de las propiedades mecánicas y la detección de fisuras en el hormigón son las basadas en la propagación de ondas mecánicas. En la actualidad, existe un interés creciente en la aplicación de técnicas acústicas no lineales, debido a su capacidad para detectar daños en las primeras etapas en comparación con las mediciones de atenuación o velocidad de onda lineal estándar. El comportamiento mecánico del hormigón es intrínsecamente no lineal y presenta histéresis. Como resultado de un comportamiento tensión- deformación con histéresis, el módulo elástico depende de la deformación. Por tanto, en materiales de base cemento, la presencia de microfisuras y las interfaces entre sus constituyentes juegan un rol importante en la no linealidad mecánica del material. En el contexto de evaluación de la durabilidad del hormigón, la evolución del daño está basada en el incremento de histéresis, como resultado de cualquier proceso de fisuración. El objetivo principal del presente trabajo es estudiar la posibilidad de utilizar diferentes técnicas ultrasónicas no lineales (UNL) para la evaluación no destructiva de daños y la microfisuración del recubrimiento en etapas tempranas debido a la corrosión del acero de la barra de refuerzo en probetas de mortero. Es decir, este trabajo se centró en comprobar si la aparición de microfisuras superficiales visibles estaba precedida y acompañada de la observación de fuertes características no lineales en las señales ultrasónicas recibidas, principalmente la aparición o aumento de armónicos de orden superior y/o productos de modulación. En este trabajo se han realizado mediciones de UNL en probetas modelo de mortero armado que fueron sometidas a corrosión acelerada del acero mediante la aplicación de un campo eléctrico. Para ello, se prepararon varias probetas de mortero de cemento reforzado prismáticas y se sometieron a ensayos de corrosión acelerada, mientras se realizaban mediciones de UNL. Los ensayos de corrosión se realizaron en condiciones típicas de experimentos destinados a estudiar la evolución de la fisuración superficial debida a la corrosión del acero. En condiciones ambientales el proceso de corrosión de armaduras es muy lento, pudiendo tardar en aparecer la primera fisura visible en la superficie del elemento de hormigón bastantes años. Por ello, en los ensayos de corrosión de armaduras, para potenciar la degradación por corrosión, se utilizó la técnica electroquímica de ensayo de corrosión acelerada sobre el acero que se encontraba embebido en las probetas de mortero de cemento. De esta forma, se alcanzó una cantidad de corrosión significativa en un período de tiempo razonable. En esta técnica, el proceso de corrosión se acelera por polarización eléctrica de la armadura. Se aplica un campo eléctrico entre la armadura que actúa de ánodo (provocando la formación de iones Fe2+) y un cátodo (en nuestro caso una rejilla metálica) manteniéndose continuamente húmedo el sistema para facilitar la conducción de corriente. La velocidad de corrosión se controló mediante la intensidad de corriente impuesta por la fuente de alimentación, imponiendo una densidad de corriente anódica (μA/cm2), que es el cociente entre la intensidad de corriente que pasa y el área expuesta de las barras de acero que se están ensayando. Además, para activar el proceso de disolución del hierro, se añadieron a la mezcla en el momento del amasado, sales conteniendo cloruros (NaCl). La metodología del ensayo galvanostático permite simular una velocidad de corrosión constante, controlar la corriente aplicada y obtener diferentes niveles de corrosión en cortos períodos de tiempo. Simultáneamente se utilizaron técnicas ultrasónicas no lineales para monitorizar la degradación de las probetas de mortero sometidas a estas condiciones de corrosión acelerada. Se prefirió una matriz de mortero en lugar de hormigón para asegurar una mejor unión en la interfaz acero-mortero y para reducir en general las heterogeneidades del material. Por lo tanto, se esperaba que el comportamiento no lineal promovido por el daño por fisuración se pudiera distinguir mejor del inherente al propio material. La monitorización se llevó a cabo mediante mediciones de UNL basadas en los fenómenos de distorsión armónica e intermodulación y se comprobó si la aparición de microfisuras superficiales visibles estaba precedida y acompañada de la observación de fuertes características no lineales en las señales ultrasónicas recibidas. La técnica UNL implica la generación de una señal, que se amplifica y se envía al emisor. En este estudio, la frecuencia o frecuencias fundamentales de la señal se seleccionaron en función de los transductores empleados, priorizando su funcionamiento en su frecuencia propia de resonancia. Después de la propagación a través de la probeta, la onda ultrasónica fue recibida por los transductores receptores; la señal recibida fue acondicionada y post-procesada para obtener su espectro de frecuencia y, a partir de él, se obtuvieron los parámetros no lineales. Durante los ensayos de corrosión acelerada se realizó una inspección visual de la superficie de las probetas para observar durante la etapa de propagación el crecimiento del ancho de las fisuras en función del tiempo. También se calcularon los valores de la penetración de la corrosión para cada tiempo a partir de la ley de Faraday, considerando que el proceso de corrosión acelerada era uniforme. A partir de los valores correspondientes de tiempo y penetración con las respectivas medidas de ancho de fisura se pudo comprobar que, las evoluciones del ancho de fisura en función de la penetración de la corrosión (y por tanto también en función del tiempo) podían asimilarse a representaciones lineales. Se pudo concluir que los resultados de esta investigación son compatibles con el cuerpo de conocimiento previo recogido en las publicaciones del grupo de la Prof. Carmen Andrade. En todo caso las pequeñas diferencias encontradas pueden ser explicadas teniendo en cuenta algunas diferencias metodológicas. Las mediciones de UNL fueron realizadas periódicamente durante los ensayos de corrosión acelerada, con el fin de determinar la capacidad de la técnica UNL para la detección de la fisuración debida a la corrosión del acero en edades tempranas. Las características no elásticas se pueden detectar de manera eficiente mediante experimentos de distorsión armónica (parámetros β y β’) o de distorsión de intermodulación (parámetros R y DIFA). Dado que los parámetros no lineales son sensibles a la variación de microescala del medio de propagación, estos pueden servir no solo como un indicador de los fenómenos de microfisuración que ocurren, debido a la corrosión forzada, sino también para la evaluación de daños en etapas tempranas en el hormigón armado. Los resultados obtenidos en este estudio indican que las ondas ultrasónicas que viajan a través de las probetas de mortero de cemento reforzado aumentan claramente su carácter no lineal en el transcurso de ensayos de corrosión acelerada del acero. La aparición de microfisuras conduce a un aumento de la no linealidad de la señal. Por tanto, el uso de mediciones ultrasónicas no lineales permite obtener tiempos de fisuración y condiciones de daño similares a los que proporcionan las observaciones visuales o microscópicas de la superficie del mortero. En conclusión, los resultados indican que las técnicas ultrasónicas no lineales (UNL) y, en concreto, los parámetros de no linealidad pueden ser de gran utilidad para la detección de daños y fisuras en hormigón armado, debido a la corrosión de las armaduras de acero.

The research presented in this doctoral thesis focuses on damage assessment in slender structures and on the methodology of reinforcement by means of composite materials. In particular, the dynamic behaviour of masonry belfries and industrial chimneys, as well as concrete buildings constructed in the coastal area of the Spanish east coast in the mid-20th century, has been analysed. These analyses have been carried out based on the study of several specific structures. In relation to the former, research has been carried out on the bell tower of Fiesole Cathedral, Italy. The main objective of the research is to evaluate the problems of dynamic interaction between the inertial forces associated with the swing of the bells and the main structure of the bell tower. In relation to the second structural typology, a study has been carried out to evaluate the origin of the current state of cracking of the industrial masonry chimneys, as well as to evaluate the damage associated with the problems of collapse that they present at the top of the chimneys. This study has focused on two industrial chimneys located in the municipality of Manises, Valencia, and Agost, Alicante. Finally, in relation to the third structural typology analysed, a third study was carried out on the Torre Adoc 10, located in the coastal area of the city of Alicante. The main objective of this research is to analyze the combined effect of corrosion and seismic action after forty years of corrosion processes on the structure, evaluating the distribution of the damage pattern by analyzing the capacity and demand curves. Finally, an analysis related to the seismic vulnerability of industrial masonry chimneys has been carried out, focusing on the chimney of Agost, Alicante. On the basis of this analysis the pattern of damage to the structure has been defined, and a system of reinforcement using composite materials capable of preventing the structural collapse of the stack has been proposed and sized. The content of this doctoral thesis has been structured in three phases according to the development of the work carried out. In this sense, the first phase is called "Phase of structural characterization", the second phase, "Phase of definition of the numerical model" and finally the third phase, "Phase of definition and analysis of variables". During the development of the first phase, the geometric characterisation of the structures is carried out, as well as the characterisation of the materials by means of laboratory tests or on the basis of the available literature. The results obtained from the process of characterisation of the materials allow the mechanical characteristics of the mortars and brick units to be known, but in addition, analysis at a microstructural level of the samples allows the presence of contaminating agents and expansive salts to be determined, which allows the problem of the damage analysed to be put into context later with the numerical models. Finally, the dynamic characterisation of the structures is carried out with the aim of finding out the modal parameters that allow the subsequent calibration of the numerical models. In the second phase, the numerical models are generated defining the behaviour of the materials in the linear and non-linear range. In addition, the models are calibrated from the experimental data obtained in the previous phase, or by means of experimental data from the consulted bibliography. During this phase the results of the calibration have been analysed using genetic algorithms of the Fiesole bell tower, and the influence of the lateral confinement of the tower on the modal response of the structure has been determined. Finally, during the third phase, the variables associated with the damage assessment of the modelled structures are analysed. In this sense, the first variable analyzed focuses on the effect of the swing of the bells. This study analyses the effect of the velocity, the angle of oscillation and the position of the bells along the height of the tower, in order to determine the range of operation of the bells to avoid damage to the structure. In addition, the influence of the harmonics of the inertial force of the bells on the determination of the real response of the structure is evaluated and compared with the simplified solution proposed by DIN 4178. The second variable focuses on the study of the origin of the current state of damage present in masonry industrial chimneys. This study is analysed from two points of view. On the one hand, the effect of the thermal action during the normal operation of the chimney is evaluated, and on the other hand, the effect of the increase in volume of the metallic elements due to corrosion, arranged on the inside of the chimney, is assessed. Finally, the third variable is related to the analysis of the seismic vulnerability of the Agost masonry industrial chimney, and the reinforced concrete building, Torre Adoc 10. This study analyses the seismic demand through the use of elastic response spectra, and compares the capacity of the structure through a sectional analysis, and through a non-linear pushover analysis. From the results, the damage pattern in both structures is analyzed, and the influence of corrosion in the case of the reinforced concrete building is evaluated. Finally, the results of the analysis of the seismic vulnerability in the industrial chimney allow us to propose a reinforcement system using composite materials capable of preventing the collapse of the structure.

[ES] En la presente tesis doctoral se exponen los resultados obtenidos en el desarrollo inicial de un sistema multisensor, tipo lengua electrónica voltamétrica, para el control de la durabilidad de las estructuras de hormigón armado (EHA). Aunque los sistemas multisensores son ampliamente utilizados en diferentes ámbitos, como el del medio ambiente o de la industria alimentaria, su uso en las EHA es novedoso. Igualmente, resulta novedosa la utilización de sensores voltamétricos que, como se demuestra en esta tesis, son de gran eficacia en el análisis de parámetros relacionados con el deterioro del hormigón armado, mejorándose los modelos de durabilidad obtenidos a través de sensores potenciométricos. Todo ello, sin ser aumentada de manera inabordable la complejidad electrónica y computacional del sistema. El prototipo de lengua electrónica diseñado es un sistema de sensores híbridos que consta de cuatro electrodos de trabajo (Au, Ag, Ni e INOX). Se dice que es híbrido porque se usan técnicas tanto voltamétricas (voltametría cíclica) como impedimétricas (espectroscopia de impedancia). Se han utilizado metales nobles (Au y Ag), metales no nobles (Ni) y aleaciones de alta durabilidad (acero inoxidable) con el fin de obtener un comportamiento electroquímico más variado. En la fase previa al desarrollo del sistema se seleccionaron los metales a utilizar en los sensores que formarían parte del sistema multisensor. Para ello se realizó un número ingente de ensayos con distintos metales (Ir, Rh, Pt, Au, Ag, W, Ni y INOX), tanto en disolución (simulando las condiciones de disolución de poro del hormigón), como en hormigón, con el fin de ser seleccionados aquellos metales de cuya respuesta se pudiera extraer una mayor información. Una vez finalizada la fase previa se estudió la respuesta aislada de cada uno de los metales seleccionados (Au, Ag, Ni e INOX), dividiéndose el estudio en 3 fases: ¿ Fase 1. Estudio en disolución: se analizaron los procesos que tienen lugar sobre la superficie del electrodo en disoluciones que simulaban distintas circunstancias que se pueden dar en el hormigón (variación de la disponibilidad de O2, variación del pH y presencia del anión cloro). Los resultados obtenidos se compararon con los encontrados en literatura. ¿ Fase 2. Estudios hechos con el sensor embebido en hormigones convencionales sin adiciones. Se embebieron sensores voltamétricos en hormigones convencionales de distinta relación agua/cemento. Seguidamente, se analizaron las probetas bajo distintas circunstancias que tuvieran influencia en el desencadenamiento y cinética de los procesos de corrosión como son: o Variaciones en la disponibilidad de O2 y H2O. o Carbonatación del hormigón. o Presencia de Cl-. ¿ Fase 3. Se desarrollaron modelos que permitieran identificar variaciones en parámetros relacionados con el deterioro del hormigón armado o estimar y predecir el parámetro de interés. Terminado el estudio de la respuesta aislada de los cuatro sensores, se procedió a evaluar la respuesta cruzada de los sensores siguiendo los protocolos propios de las lenguas electrónicas. Tras analizar y comparar las respuestas aisladas y cruzadas de los sensores, se propuso una rutina de trabajo que en un futuro ayude a optimizar los recursos, tanto operacionales como de fabricación, utilizados en el sistema. Para finalizar, se hizo un estudio inicial para tratar de mejorar la autonomía del sistema, evaluando el efecto producido al simplificar la configuración de celda, reduciendo el número de electrodos de tres a dos. / [CA] En la present tesi doctoral s'exposen els resultats obtinguts en el desenvolupament inicial d'un sistema multisensor, tipus llengua electrònica voltamètrica, pel control de la durabilitat de les estructures de formigó armat (EFA). Encara que l'ús d'aquest tipus de sistema està molt expandit en l'àmbit del medi ambient i de la indústria alimentària, el seu ús en les EFAs és molt nou. Igualment, resulta nova la utilització de sensors voltamètrics, que com és demostra en aquesta tesi, són de gran eficàcia en la determinació de les condicions del formigó armat, millorant-se considerablement els models de durabilitat obtinguts mitjançant sensors potenciomètrics. Tot això, sense augmentar la complexitat electrònica i computacional del sistema d'una forma inabordable. El prototip dissenyat de llengua electrònica és un sistema de sensors híbrids compost per quatre elèctrodes de treball (Au, Ag, Ni i acer inoxidable). Es diu que és híbrid perquè en el sistema de sensors s'utilitzen tècniques voltamètriques i impedimètriques. S'han utilitzat metalls nobles (Au i Ag), metalls no nobles (Ni) i aliatges d'alta durabilitat (acer inoxidable). Amb la finalitat d'obtindre un comportament electroquímic més variat. En la fase prèvia al desenvolupament del sistema, es van seleccionar els metalls a utilitzar en els sensors que formarien part del sistema multisensor. Per a això es va realitzar una quantitat ingent d'assajos amb diferents metalls (Ir, Rh, Pt, Au, Ag, W, Ni i acer inoxidable), tant en dissolució com en formigó, amb l'objectiu de seleccionar aquells metalls dels quals es poguera aconseguir més informació amb la seua resposta. Una vegada finalitzada aquesta fase prèvia, es va estudiar la resposta aïllada de cadascun dels metalls seleccionats (Au, Ag, Ni i acer inoxidable). L'estudi es va dividir en tres fases: ¿ Fase 1. Estudis en dissolució: es van analitzar els processos duts a terme sobre la superfície de l'elèctrode en dissolucions que simulaven diferents circumstàncies que es poden donar en el formigó (variació de la disponibilitat d' O2, variació de pH i presència de l'anió clor). Els resultats obtinguts es van comparar amb els trobats en la literatura. ¿ Fase 2. Estudis fets amb els sensors embeguts en formigó: es van embeure els sensors voltamètrics en formigons convencionals de diferent relació aigua/ciment i sense adicions. A continuació, es van analitzar les provetes sota diferents circumstàncies que tingueren influència en el desencadenament i cinètica dels processos com són: o Variacions en la disponibilitat d' O2 i H2O. o Carbonatació del formigó. o Presencia de Cl-. ¿ Fase 3. Desenvolupament de models que possibiliten identificar variacions en paràmetres relacionats amb el deteriorament del formigó armat o estimar i predir el paràmetre d'interès. Finalitzat l'estudi de la resposta aïllada dels quatre sensors, es va avaluar la resposta creuada mitjançant protocols propis de les llengües electròniques (PCA i PLS). Després d'analitzar i comparar les respostes aïllades i creuades dels sensors, es va proposar una rutina de treball que un futur ajude a optimitzar els recursos, tant operacionals com de fabricació, utilitzats al sistema. Per acabar, es va fer un estudi inicial per a tractar de millorar l'autonomia del sistema, avaluant l'efecte produït al simplificar la configuració de cel·la, reduint el nombre d'elèctrodes de tres a dos. / [EN] In this thesis the results obtained in the development of a multisensor system, known as electronic voltametric tongue, for the reinforcement concrete structures' (RCS) durability control are exposed. Although the use of this multisensor system is widespread in different fields such as: the food industry and environmental control, its use in RCS monitoring is very novel. It is equally novel the use of voltametric sensors, this kind of sensors are very efficient in determining concrete conditions, improving the durability models obtained through potentiometric sensors, all without overly increasing the system's electronic and computational complexity The electronic tongue prototype designed is a hybrid sensor system made up of four working electrodes (Au, Ag, Ni and stainless steel). It has been referred to as hybrid because in the system voltametric and impedimetric electrochemical techniques are used. Noble metals (Au and Ag), non-noble metals (Ni) and high-durability alloys (stainless steel) have also been used with the purpose of achieving a more varied electrochemical behaviour. In the previous development phase of the system, the metals involved in the development of the electronic tongue were selected. In order to do this, a variety of tests with different metals were performed (Ir, Rh, Pt, Au, Ag, W, Ni and SS), in both dissolution (different concrete pore solution conditions were simulated) and hardened concrete. This allowed us to choose the metals which responses contained the most information. The next steps focused on the study of the selected sensors isolated response: ¿ Phase 1: simulation of concrete pore solution in dissolution systems. The results were compared with those already existing in the bibliography. ¿ Phase 2: studies with the sensors embedded in different standard concretes without additions. The samples were tested in different conditions involved in the rebars corrosion kinetics (variations in O2 and humidity availability, concrete carbonation and chlorides presence). ¿ Phase 3: Development of estimation models for the parameters of interest. After finishing the study of the isolated sensors' response, a cross-evaluation of their response was performed using typical protocols used in the electronic tongues (i.e. PCA and PLS). After analysing and comparing the isolated and crossed sensor's response, an optimized multisensory routine work was proposed which could, in the future, help optimize the resources used in the system. Finally, a study was carried out to improve the system's autonomy, in which the repercussion of the cell configuration simplification by means of the removal of the reference electrode was evaluated. / La autora quiere expresar su agradecimiento al Ministerio de Educación, Cultura y Deporte por la beca predoctoral FPU 16/00723 / Martínez Ibernón, A. (2023). Lenguas electrónicas para la evaluación de la durabilidad de estructuras de hormigón armado y el seguimiento de la corrosión [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/192263

Tesis por compendio / [ES] La construcción con elementos prefabricados de hormigón es un sector en alza por la aceleración del proceso constructivo, el ahorro de costes derivados de la obra in situ y la mejora de la calidad y acabados, entre otros. En la construcción prefabricada de estructuras de ingeniería civil como puentes y edificios es frecuente el empleo de vigas prefabricadas de hormigón. La construcción con estas vigas requiere el vertido de una capa de hormigón in situ sobre las mismas tras su emplazamiento, que sirve como elemento integrador para garantizar la unidad estructural. Los elementos estructurales que se obtienen de esta forma son conocidos como vigas compuestas de hormigón. En vigas compuestas, aspectos como la resistencia a rasante de la interfaz entre hormigones han sido estudiados en numerosas publicaciones. No obstante, su comportamiento a cortante no ha sido, por el momento, analizado en profundidad. En consecuencia, existe muy poca información, tanto en la literatura existente como en los códigos de diseño actuales, acerca de la resistencia a cortante de estos elementos, de cómo influye la presencia de una interfaz entre los hormigones en la resistencia a cortante o de cómo contribuye la losa hormigonada in situ a dicha resistencia. La presente tesis doctoral tiene como objetivo estudiar la resistencia a cortante de vigas compuestas de hormigón. Para ello, se desarrolla un extenso programa experimental compuesto por vigas monolíticas y compuestas con y sin armadura transversal, con sección transversal rectangular o en forma de T y con hormigones de diferentes calidades en la viga prefabricada y en la losa hormigonada in situ. Se ensaya a cortante un total de 69 vigas de hormigón armado con el fin de analizar las diferentes variables de interés en la resistencia a cortante. A partir de los resultados experimentales, se propone un modelo mecánico de predicción de la resistencia a cortante de vigas compuestas de hormigón con sección transversal rectangular y en forma de T, que también es de aplicación a vigas monolíticas en T. Además, como apoyo al estudio experimental y al modelo mecánico, se modelan numéricamente algunos especímenes del programa experimental. Con todo ello, se busca incrementar el estado actual del conocimiento en este campo, mediante el aporte de un gran número de resultados experimentales y el análisis de los parámetros de diseño, así como sentar las bases para el desarrollo de una formulación de diseño de estructuras compuestas y de evaluación de las ya existentes globalmente aceptada por la comunidad científica. / [CA] La construcció amb elements prefabricats de formigó és un sector en alça per l'acceleració del procés constructiu, l'estalvi de costos derivats de l'obra in situ i la millora de la qualitat i acabats, entre altres. En la construcció prefabricada d'estructures d'enginyeria civil com a ponts i edificis és freqüent l'ús de bigues prefabricades de formigó. La construcció amb aquestes bigues requereix l'abocament d'una capa de formigó in situ sobre les bigues després del seu emplaçament, que serveix com a element integrador per a garantir la unitat estructural. Els elements estructurals que s'obtenen d'aquesta forma són coneguts com a bigues compostes de formigó. En bigues compostes, aspectes com la resistència a rasant de la interfície entre formigons han sigut estudiats en nombroses publicacions. No obstant això, el seu comportament a tallant no ha sigut, de moment, analitzat en profunditat. En conseqüència, existeix molt poca informació, tant en la literatura existent com en els codis de disseny actuals, sobre la resistència a tallant d'aquests elements, de com influeix la presència d'una interfície entre els formigons en la resistència a tallant o de com contribueix la llosa formigonada in situ a aquesta resistència. La present tesi doctoral té com a objectiu estudiar la resistència a tallant de bigues compostes de formigó. Per a això, es desenvolupa un extens programa experimental compost per bigues monolítiques i compostes amb armadura transversal i sense, amb secció transversal rectangular o en forma de T i amb formigons de diferents qualitats en la biga prefabricada i en la llosa formigonada in situ. S'assaja a tallant un total de 69 bigues de formigó armat amb la finalitat d'analitzar les diferents variables d'interés en la resistència a tallant. A partir dels resultats experimentals, es proposa un model mecànic de predicció de la resistència a tallant de bigues compostes de formigó amb secció transversal rectangular i en forma de T, que també és aplicable a bigues monolítiques en T. A més, com a suport a l'estudi experimental i al model mecànic, es modelen numèricament alguns espècimens del programa experimental. Amb tot això, es pretén incrementar l'estat actual del coneixement en aquest camp, mitjançant l'aportació d'un gran nombre de resultats experimentals i l'anàlisi dels paràmetres de disseny, així com establir les bases per al desenvolupament d'una formulació de disseny d'estructures compostes i d'avaluació de les ja existents globalment acceptada per la comunitat científica. / [EN] Construction with precast concrete elements is a booming sector due to the acceleration of the construction process, the saving of costs arising from the on-site construction and the quality and finish improvement, among others. Precast concrete beams are frequently used in the precast construction of civil engineering structures such as bridges and buildings. Construction with these beams requires the pouring of a cast-in-place concrete layer on top of the beams after their placement, which works as a unifying element to ensure structural integrity. Structural elements obtained in this way are known as concrete composite beams. In composite beams, some aspects such as the shear strength of the interface between concretes have been studied in multiple publications. However, their shear behaviour has not yet been analysed in depth. Consequently, there is very little information, both in the existing literature and in current design codes, about the shear strength of these elements, how the presence of an interface between the concretes influences the shear strength or how the cast-in-place concrete slab contributes to the shear strength. The aim of this doctoral thesis is to study the shear strength of concrete composite beams. For this purpose, an extensive experimental programme is developed, consisting of monolithic and composite beams with and without transverse reinforcement, with rectangular or T-shaped cross-section and with concretes of different qualities in the precast beam and in the slab. A total of 69 reinforced concrete beams are tested under shear forces in order to analyse the different variables of interest in shear strength. Based on the experimental results, a mechanical model for predicting the shear strength of concrete composite beams with rectangular and T-shaped cross-section is proposed, which is also applicable to monolithic T-beams. In addition, to support the experimental study and the mechanical model, some specimens of the experimental programme are numerically modelled. All in all, the aim is to improve the current state of knowledge in this field by providing a large number of experimental results and analysing the design parameters, as well as to lay the foundations for the development of a formulation for the design of existing structures and the assessment of existing ones that is globally accepted by the scientific community. / The present doctoral thesis would not have been possible without the financial support of the Ministerio de Ciencia e Innovación (MCIN) and the Agencia Estatal de Investigación (AEI) through Grants BIA2015-64672-C4-4-R and RTI2018- 099091-B-C21-AR, both funded by MCIN/AEI/10.13039/501100011033 and by the “ERDF A way of making Europe”. I am thankful as well for their support through Grant BES-2016-078010 funded by MCIN/AEI/10.13039/501100011033 and by the “ESF Investing in your future”. The project was also supported by the Regional Government of Valencia through Project AICO/2018/250. And finally, thanks to the Concrete Science and Technology University Institute (ICITECH) of the Universitat Politècnica de València (UPV; Spain) in which this research project has been developed, and to our concrete supplier Caplansa. / Rueda García, L. (2022). Experimental Assessment of the Shear Resistant Behaviour of Precast Concrete Beams with Top Cast-in-Place Concrete Slab [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/183594 / TESIS / Compendio

En teoría, el inicio del proceso de flotado de un pavimento de hormigón deberá coincidir con el tiempo de inicio de fraguado. Para resolver este problema, se desarrolló un modelo teórico sobre la evolución de la resistencia a penetración del hormigón antes del inicio de fraguado. Por otra parte, en esta Tesis Doctoral también se ha desarrollado un procedimiento muy sencillo para conocer la energía de activación del hormigón a través de ensayos de Vicat. En esta Tesis se ha hecho también un análisis comparativo de los seis tipos de acabados para pavimentos de hormigón más representativos mediante diferentes tipos de ensayos. Así como un análisis del comportamiento a impacto del pavimento de hormigón. Finalmente, se ha propuesto un modelo para conocer el comportamiento del pavimento sujeto a la abrasión. En él se obtuvo un nuevo modelo estadístico, que puede ser la base de una futura investigación en este campo. / Theoretically, the time of troweling a concrete pavement coincides with the setting time. To solve this problem, a theoretical model of the penetration resistance evolution of concrete during the setting time was developed. A new methodology to know the temperature influence on the setting times of concrete and on the time of toweling the pavement has been also performed.Besides, from six experimental pavements with the most representative type of finishing at the time of carrying out the study, a comparative analysis among them was done by means of different types of tests. Moreover, an analysis of the dynamic behavior of the pavement was carried out to know the protective effect of the type of finishing on the slab. Finally, a model for the dynamic behavior of a concrete pavement subjected to abrasion was made.

The analysis of the structural seismic response has gained a special importance both for the seismic design of buildings as for predicting the damage caused by earthquakes. In this thesis a complete study about the seismic risk assessment of the two main structuraltypologies of residential buildings of Barcelona, Spain, is presented. These correspond to reinforced concrete buildings with waffle slabs and unreinforced masonry buildings. The main goal of this research is to apply a systematic methodology for the seismic riskassessment, by means of fragility curves, in buildings located in urban zones with moderate seismic hazard.After revising the conceptual aspects involved in the seismic risk assessment and describing the current state of the art, the adopted methodology to evaluate the structuralcapacity, fragility and expected damage analyses is described. To assess the capacity a structural modelling of the buildings and a non-linear static analysis is required. The fragility or vulnerability is evaluated through the capacity spectrum, by means of a simplified procedure. The damage probability matrixes for a given seismic scenario require knowledge of the maximum structural response, which is obtained by using the capacity spectrum method.The methodology has been applied to three reinforced concrete models representative oflow, mid and high rise buildings of the city; this has allowed developing seismic risk scenarios for two earthquakes, which occurrence in Barcelona is reasonably possible. These scenarios take into account the Barcelona seismic zoning.The method has been also applied to characterize the expected seismic behaviour of masonry buildings, modelling three typical buildings of the Eixample District. Two of them present different plane configuration, one more regular than the other. The third isrepresentative of corner buildings, typical of the city's blocks. The better behaviour of the regular buildings compared to corner buildings is confirmed. An aggregate set of buildings, corresponding to a typical line of the district's blocks has been studied. It has been observed that the aggregate behaviour does not improve; instead it inherits the vulnerability of the constituting buildings.A sensitivity analysis of the slight and extensive threshold damage states is carried out; it is observed that little variations in these thresholds significantly influence the expected damage. Consequently, new thresholds for these damage states are proposed based on certain structural characteristics obtained from the non-linear static analysis. The proposed slight damage threshold takes into account the elastic stiffness degradation, while hardening is considered for the extensive damage state. To validate the results obtained with of the employed methodology, a series of non linear dynamic analysis were carried out in two reinforced concrete buildings. The global results were compatible with the ones of the methodology. In general, the results show a good confidence level.Finally, the conclusions drawn the current thesis are summarized and some recommendations for future works are given.

[EN] The most established infrastructure in the territory is the road. The sections in bridge and tunnel are the most unique and expensive although the former are more numerous than the latter. Today overpass bridges are one of the most common in all major highways. The most recommended and usual for this type of bridge abutment is open. Many efforts have been devoted to the calculation and design of bridge decks, fewer piers, and even less, to the abutments. This thesis deals with optimal design of open abutment of reinforced concrete road bridges. Optimal abutments of the thesis are obtained by heuristics methods and a computer program has been made, are fully designed to be built, and they consist of 40 discrete variables. Abutments have not been previously treated in the optimization references. Optimized criteria are cost, structural safety, constructability and environmental sustainability both isolated or in pairs with the cost (recent hybrid multi-objective optimization MOSAMO). The abutments thus obtained are optimal designs that have not required previous experience of a designer of structures to propose, as has been done until now, the initial design (resistant checks), either manually or, as at present, by one or more computer programs structures; in which case, the initial design is retouched slightly by the engineer if it does not meet any testing, by trial and error. Current programs do not yet include optimization routines like the thesis so that the goodness of the final design depends heavily on the designer that manages them and literature that knows. The literature on the design of abutments is scarce and incomplete. The thesis extends it providing the geometric relationships, the orders of magnitude and the resistant mechanisms of optimal abutments (pre-dimensioning criteria) and compares them with the literature and with a reference abutment ER a height of 9 m really built and designed by renowned engineers, in respect of which have been got cost savings greater than 18% (basically at the shallow foundation), and for which it has conducted a parametric study to obtain optimum abutments with overall heights between 6 and 15 m for admissible stress from 0,2 to 0,5 MPa. They have been used with success heuristic algorithms to the abutments of the two existing main groups: first, Hill Climbing; and, secondly, Population-based or Evolutionary Algorithms (EA); in both cases, with feasible and infeasible solutions. In this thesis, through a new proposal of penalty in the objective function, savings of 60% are achieved in time of calculation that are definitive. The algorithms used are based on simulated annealing (SAMO) and thresholds acceptance (TAMO). They are two hybrid stochastic climbing algorithms with mutation operators based on genetic algorithms. The differences between them are not significant, less than 0.2%. The reheating do not give good results. With an Intel Core 2 Quad Q6600 computer 2.4 GHz CPU and 3.24 GB RAM optimization is achieved (with higher penalties) in just an execution of the algorithm, as a novelty compared to other research, 1h 35' (38' with a current computer). Within the second group two new heuristics are developed HSDLS and HSPDLS based on Harmony Search and hybridized with DLS without and with penalties (and the same mutation operator first group) with similar results are achieved but with times 9 and 6 times higher, respectively. Both monobjetivo as multiobjective optimization (MO) show the equivalence of optimizing cost, CO2 or energy with minor differences of 1.5%, although it is, at the expense of a high number of bars. The MO (cost-bar) optimization offers an average saving of 78.4% in bars with an average increase of the other three criteria of 7.85% and with a cost savings compared ER still of 12.23%. / [ES] La infraestructura de mayor implantación en el territorio es la carretera. Los tramos en puente y en túnel son los más singulares y costosos, aunque los primeros son más numerosos que los segundos. Hoy en día los puentes de paso superior son uno de los más frecuentes en todas las carreteras importantes. El estribo más recomendable y habitual para este tipo de puentes es el abierto porque, se esconde bajo el terraplén mejorando la visibilidad de los conductores de la vía inferior, y, ahorra materiales respecto al cerrado a partir de una altura de terraplén suficiente. Muchos esfuerzos se han dedicado al cálculo y diseño de los tableros de puente, menos a las pilas, y, aún menos, a los estribos. Esta tesis se ocupa del diseño óptimo de estribos abiertos de hormigón armado en puentes de carretera. Los estribos óptimos de la tesis se obtienen mediante métodos heurísticos y un programa informático que se ha realizado. Están completamente diseñados para ser construidos, y para ello constan de 40 variables discretas. Los estribos no han sido antes tratados en la bibliografía de optimización. Las funciones objetivo son el coste, la seguridad estructural, la constructibilidad y la sostenibilidad ambiental tanto de forma aislada como por parejas con el coste (con una optimización multiobjetivo híbrida MOSAMO). Los programas actuales aún no incluyen rutinas de optimización como el de la tesis. Por ello la bondad del diseño final depende mucho del proyectista que los maneja y de la bibliografía que conoce. La bibliografía sobre el diseño de estribos es escasa y no completa. Este trabajo la amplía aportando las relaciones geométricas, los órdenes de magnitud y los mecanismos resistentes de los estribos óptimos (criterios de predimensionamiento) y los compara con los de la bibliografía y con los de un estribo de referencia ER. Estribo con una altura de 9 m, realmente construido y proyectado por reconocidos ingenieros, respecto al que se han comprobado ahorros económicos superiores al 18% (fundamentalmente en la zapata). Para este ER se ha realizado un estudio paramétrico obteniendo los estribos óptimos con alturas totales entre 6 y 15 m y para tensiones admisibles entre 0,2 y 0,5 MPa. Se han empleado con éxito algoritmos heurísticos a los estribos de los dos grandes grupos existentes: por un lado, de Búsqueda Secuencial por Entornos o Hill Climbing; y, por otro, de los llamados Algoritmos Poblacionales o Evolutivos; en ambos casos, tanto con soluciones factibles como infactibles. En esta tesis, mediante una nueva propuesta de penalización de la función objetivo, se consiguen, ahorros del 60% en tiempo de cálculo. Los algoritmos empleados se basan en el recocido simulado (SAMO) y en la aceptación por umbrales (TAMO). Son dos algoritmos híbridos de escalada estocástica con operadores de mutación basados en los algoritmos genéticos. Las diferencias entre ellos no son significativas, menores del 0.2%. Con un ordenador Intel Core 2 Quad CPU Q6600 de 2.4 GHz y con 3.24 GB de memoria RAM se consigue la optimización (con penalizaciones altas) en tan sólo una ejecución del algoritmo, como novedad frente a otras investigaciones, de 1h 35'(38' con ordenador actual). Dentro del segundo grupo se desarrollan dos nuevas heurísticas HSDLS y HSPDLS basadas en Harmony Search e hibridadas con DLS sin y con penalizaciones (y el mismo operador de mutación primer grupo) con las que se consiguen resultados similares pero con tiempos 9 y 6 veces superiores respectivamente. Tanto la optimización monobjetivo como la multiobjetivo (MO) ponen de manifiesto la equivalencia de optimizar en coste, en CO2 o en energía con diferencias menores del 1.5%, si bien es, a costa de un elevado número de armaduras pasivas. La optimización MO (coste-barras) ofrece un ahorro medio en barras del 78.4% con un incremento medio de los otros tres criterios de 7.85% siendo el ahorro económico respecto ER todavía de / [CAT] La infraestructura de més implantació al territori és la carretera. Els trams en pont i en túnel són els més singulars i costosos tot i que els primers són més nombrosos que els segons. Avui en dia els ponts pas superior són un dels més freqüents en totes les carreteres importants. L'estrep més recomanable i habitual per a aquest tipus de ponts és l'obert. Molts esforços s'han dedicat al càlcul i disseny dels taulers de pont, menys a les piles, i, encara menys, als estreps. Aquest tesi s'ocupa del disseny òptim d'estreps oberts de formigó armat en ponts de carretera. Els estreps òptims de la tesi s'obtenen mitjançant mètodes heurístics i un programa informàtic que s'ha realitzat, estan completament dissenyats per ser construïts, i per a això consten de 40 variables discretes. Els estreps no han estat abans tractats en la bibliografia d'optimització. Els criteris optimitzats són el cost, la seguretat estructural, la constructibilitat i la sostenibilitat ambiental tant de forma aïllada com per parelles amb el cost (recent optimització multiobjectiu híbrid MOSAMO). Els programes actuals encara no inclouen rutines d'optimització com el de la tesi pel que la bondat del disseny final depèn molt del projectista que els maneja i de la bibliografia que coneix. La bibliografia sobre el disseny d'estreps és escassa i no completa. La tesi l'amplia aportant les relacions geomètriques, els ordres de magnitud i els mecanismes resistents dels estreps òptims (criteris de predimensionament) i els compara amb els de la bibliografia i amb els d'un estrep de referència d'una altura de 9 m realment construït i projectat per reconeguts enginyers, respecte al qual s'han comprovat estalvis econòmics superiors al 18% (fonamentalment a la sabata), i per al qual s'ha realitzat un estudi paramètric obtenint els estreps òptims amb altures totals entre 6 i 15 mi per a tensions admissibles entre 0,2 i 0,5 MPa. S'han emprat amb èxit algoritmes heurístics als estreps dels dos grans grups existents: per una banda, de Recerca Seqüencial per Entorns o Hill Climbing; i, de l'altra, dels anomenats Algorismes poblacionals o Evolutius; en tots dos casos, tant amb solucions factibles com infactibles. Nou és l'ús de solucions infactibles amb algoritmes del primer grup en optimització d'estructures, ja que només un company del grup de recerca ho havia fet en marcs tipus volta però sense quantificar la millora. En aquest tesi, mitjançant una nova proposta de penalització de la funció objectiu, s'aconsegueixen estalvis del 60% en temps de càlcul que són definitius. Els algoritmes emprats es basen en el recuit simulat (SAMO) i en l'acceptació per llindars (TAMO). Són dos algoritmes híbrids d'escalada estocàstica amb operadors de mutació basats en els algoritmes genètics. Les diferències entre ells no són significatives, menors del 0.2%. Els rescalfaments no donen bons resultats. Amb un ordinador Intel Core 2 Quad CPU Q6600 de 2.4 GHz i amb 3.24 GB de memòria RAM s'aconsegueix l'optimització (amb penalitzacions altes) en tan sols una execució de l'algorisme, com a novetat enfront d'altres investigacions, de 1h 35 (38' amb ordinador actual). Dins el segon grup es desenvolupa dos novas heurísticas, HSDLS i HSPDLS, basadas en Harmony motor i hibridada amb DLS sense i amb penalitzacions (i el mateix operador de mutació primer grup) amb la qual s'aconsegueixen resultats similars però amb temps 9 i 6 cops superiors, respectivament. Tant l'optimització monobjetivo com la multiobjectiu (MO) posen de manifest l'equivalència d'optimitzar en cost o en CO2 o Energia amb diferències menors del 1.5%, si bé és, a costa d'un elevat nombre de barres. L'optimització MO (cost-barres) ofereix un estalvi mitjà en barres del 78.4% amb un increment mitjà dels altres 3 criteris de 7.85% i l'estalvi econòmic respecte ER encara d'un 12,23%. / Luz Ivars, AJ. (2016). Diseño óptimo de estribos abiertos de hormigón armado en puentes de carretera mediante optimización heurística [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/61291 / TESIS

El objetivo de esta Tesis es el diseño de algoritmos robustos y flexibles que permitan automatizar el diseño óptimo de los pórticos de hormigón armado habitualmente empleados en edificación y extraer conclusiones generales sobre las estructuras optimizadas. El trabajo define un esquema general para la optimización monoobjetivo (coste económico) y multiobjetivo de estas estructuras que es aplicado a pórticos planos con un máximo de 153 variables. Entre ellas figuran seis calidades diferentes de hormigón. Para minimizar el coste económico se prueban cinco métodos heurísticos: una Estrategia de Saltos Múltiples Aleatorios (RW), el Gradiente First Best (FB), la Cristalización Simulada (SA), la Aceptación por Umbrales (TA) y los Algoritmos Genéticos (GA). Estas técnicas se utilizan en una primera fase para optimizar un pórtico de dos vanos y cuatro plantas sometido a acciones verticales y horizontables. La versión desarrollada de SA proporciona el diseño de mayor calidad, cuyo coste es de 3473.06 . Los mejores proyectos obtenidos mediante las variantes creadas de TA, FB, GA y RW tienen costes mínimos superiores en un 0.52%, 5.74%, 8.69% y un 124.6% respectivamente. Por estos motivos se elige SA para, en una segunda fase, optimizar económicamente otros pórticos de dos vanos y dos, seis y ocho plantas. Los resultados obtenidos permiten proponer reglas para el predimensionamiento de las estructuras optimizadas y automatizar la elección de los parámetros del algoritmo SA, lo que evita largos procesos de ensayo y error. Se comprueba que los estados límites habitualmente empleados en el diseño de esta tipología estructural son también suficientes para comprobar la seguridad de las estructuras optimizadas. Asimismo se investiga la repercusión económica del empleo de un único tipo de hormigón (un HA-25 con resistencia de proyecto a compresión igual a 25 MPa) y de la utilización de vigas planas en lugar de descolgadas. En el caso del pórtico de ocho plantas, el uso exclusivo / Payá Zaforteza, IJ. (2007). Optimización heuristica de pórticos de edificación de hormigón armado [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/4161 / Palancia

[ES] El diseño de puentes, a diferencia de lo que ocurre con el diseño de edificios o con el diseño de túneles ha dejado de lado la consideración de la acción del fuego hasta la fecha. Este vacío normativo, combinado con la gran repercusión económica y social de colapsos de puentes en el pasado como consecuencia de incendios, ha motivado un rápido incremento del número de estudios relativos a la ingeniería frente al fuego en el ámbito de los puentes. Aunque la acción del fuego no resulta del todo desconocida en el ámbito de las estructuras, sí que existen una serie de singularidades que impiden la trasposición directa de recomendaciones o de modelos de fuego simplificados ya desarrollados en otros campos que ya incorporan la acción del fuego en el diseño. En este contexto, el trabajo que a continuación se expone parte de un incendio ocurrido en el estado de Alabama en 2002, cuyas consecuencias fueron la demolición de un puente mixto de 37 metros de vano central, para plantear y validar una metodología que aborda el problema de forma numérica mediante tres modelos acoplados secuencialmente: modelo de incendios, modelo térmico y modelo mecánico Realizada una validación a nivel general se descubre que, aunque la configuración geométrica final obtenida se ajustan bastante a la realidad, la definición del incendio ha supuesto un gran número de hipótesis. Es por ello que se decide, en una segunda parte, realizar una campaña experimental que permita registrar la potencia del fuego, las temperaturas del gas y del acero y las flechas en un puente construido ad-hoc en el campus de la Universitat Politècnica de València. Este puente experimental tenía un vano único de 6 m de luz y fue sometido a cargas de fuego de hasta 1.3 MW. Mediante el empleo de los registros realizados en la campaña experimental se ha validado el modelo de incendio, el modelo térmico y el modelo mecánico. Con todo ello se ha puesto en evidencia la importancia del viento en la acción del fuego, la magnitud de los gradientes térmicos espaciales y la urgencia de desarrollar procedimientos simplificados que permitan la incorporación del fuego como acción en el ámbito de los puentes Las validaciones específicas de cada modelo han permitido además llegar a una serie de conclusiones de gran interés para la realización de futuras campañas experimentales en puentes a mayor escala. / [CAT] El disseny de ponts, a diferència del que passa amb el disseny d'edificis o amb el disseny de túnels ha deixat de banda la consideració de l'acció del foc. Aquest buit normatiu, combinat amb la gran repercussió econòmica i social de col·lapses de ponts com a conseqüència d'incendis, ha motivat un ràpid increment del nombre d'estudis relatius a l'enginyeria del foc del foc en l'àmbit dels ponts. Encara que l'acció del foc no resulta del tot desconeguda en l'àmbit de les estructures, sí que hi ha una sèrie de singularitats que impedeixen la transposició directa de recomanacions o de models de foc simplificats ja desenvolupats en altres camps que ja incorporen l'acció del foc al disseny. En aquest context, el treball que a continuació s'exposa part d'un incendi ocorregut a l'estat d'Alabama en 2002 i que va provocar la demolició d'un pont mixt de 37 metres de va, per plantejar i validar una metodologia que aborda el problema de forma numèrica mitjançant tres models acoplats seqüencialment: model d'incendis, model tèrmic i model mecànic Realitzada una validació a nivell general es descobreix que, encara que la configuració geomètrica final obtinguda s'ajusta en gran mesura a la realitat, la definició de l'incendi ha suposat un gran nombre d'hipòtesis. És per això que es decideix, en una segona part, realitzar una campanya experimental que permeta registrar la potència del foc, les temperatures del gas i de l'acer i les fletxes en un pont construït ad hoc al campus de la Universitat Politècnica de València. Aquest pont experimental presenta un va únic de 6 m de llum i va ser sotmès a càrregues de foc de fins a 1.3 MW. Mitjançant l'ús dels registres realitzats a la campanya experimental s'ha validat el model d'incendi, el model tèrmic i el model mecànic. Amb tot això s'ha posat en evidència la importància del vent en l'acció del foc, la magnitud dels gradients tèrmics espacials i la urgència de desenvolupar procediments simplificats que permetin la incorporació del foc com a acció en l'àmbit dels ponts Les validacions específiques de cada model han permès a més arribar a una sèrie de conclusions de gran interès per a la realització de futures campanyes experimentals en ponts a major escala. / [EN] To date, the fire action has been left aside in the bridge design despite this action has been widely considered in other structures such as building and tunnels. This regulatory vacuum, combined with the great economic and social impact of bridge collapses in recent times as a result of fires, has led to a rapid increase in the number of studies related to fire engineering in the field of bridges. Although the action of fire is not entirely unknown in the field of structures, there are a number of singularities that prevent the direct transposition of recommendations or simplified fire models from such fields. In this context, the study started by using a real fire which occurred in the state of Alabama in 2002 and led to the demolition of the 37-meter main span of a composite concrete and steel bridge to introduce and validate a methodology that numerically addresses the problem by uncoupling the problem in three different models: fire model, thermal model and mechanical model. Once the validation was accomplished at a general level, it was discovered that, although the geometrical data were quite adjusted to reality, the definition of the fire had involved a large number of hypotheses. That is why carrying out an experimental campaign to record the power of the fire, the gas and steel temperatures and the vertical deflections of a bridge built ad-hoc on the campus of the Universitat Politècnica de València became a priority. This 6-meter single span experimental bridge was subjected to fire loads of up to 1.3 MW. Through the use of the information recorded during the experimental campaign, the fire model, the thermal model and the mechanical model were validated. Moreover, the importance of wind in the action of fire, the magnitude of spatial thermal gradients and the urgency of developing simplified procedures which allow the consideration of fire as an action in the field of bridges were also highlighted. Last but not least, the validation of the different models allowed the author to include useful guidelines in order to define future experimental campaigns with more powerful fires and longer span bridges. / Alós Moya, J. (2018). Análisis de la respuesta frente al fuego de puentes mixtos multijácena [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/116625 / TESIS

[ES] Las ciudades portuarias se benefician de diseños innovadores a un ritmo más rápido que los asentamientos del interior, sirviendo como campos de prueba y laboratorios técnico-edilicios. Este fue el caso de las tecnologías edilicias y los pioneros que se arriesgaron a utilizarlas en la región rodeada del Mar Caribe y el Océano Atlántico. Estas obras fueron importantes exponentes de una evolución y revolución tecnológica, desde 1895-1930, enmarcados por la Revolución Industrial y las guerras que definieron el período. Las tecnologías de construcción de principios del siglo XX que utilizaron el cemento pórtland, han sido poco estudiadas en los trópicos. Lograr un entendimiento del importante papel que jugaron los elementos arquitectónicos fabricados con materiales de vanguardia en esta época como las armaduras de acero, forman la base de este estudio, ya que promovieron la evolución de la arquitectura tropical, particularmente en Cuba. El diseño de componentes estructurales, fachadas e interiores fueron profundamente impactados por elementos arquitectónicos posibilitados por un molde con mezcla de cemento que permitió todo tipo de siluetas y formas y que facilitó la instalación, y proporcionó competitividad en costo. Durante la última década del siglo XIX, tanto empresarios como artesanos de España y Estados Unidos emigraron al Caribe Hispano. Productos de cemento pórtland fueron inicialmente importados del Viejo Mundo hasta que se establecieron las primeras fábricas de cemento locales. Luego de la Guerra Hispano-cubano-americana de 1898, durante un período de crecimiento económico debido a la productividad y ventas del azúcar, hubo un aumento en los proyectos de construcción de cemento y aquellos con estructuras de acero estructural como nuevos materiales edilicios. La instauración de un gobierno temporero por los E.E. U.U. en Cuba, proveyó un activo amanecer a la industrialización en la región y la inmigración de profesionales de la industria de la construcción. En las islas progresistas del Caribe Hispano, el furor por la "modernización" aumentó debido a los logros estructurales exitosos en los E.E. U.U. para esta época, donde edificios en ciudades como Chicago y Nueva York habían alcanzado nuevas alturas y estructuras mucho más ligeras construidas con esqueletos fabricados de acero. Durante este período de experimentación y riesgo descontrolado, el uso de elementos importados para edificar una estructura de acero sirvió como sustituto viable a la construcción tradicional. Esto ayudó a que se convirtiese en la tecnología preferida para la construcción de estructuras altas, ligeras, con menos divisiones interiores, grandes ventanales y a prueba de fuego y de huracanes. Como resultado de estas iniciativas, entre los años 1899-1900, se estableció en La Habana la primera sucursal ultramar de los ingenieros estadounidenses Purdy & Henderson. Los esfuerzos y visión de esta empresa exitosa de diseño, compuesta por ingenieros y arquitectos talentosos y experimentados, los trajeron a Cuba, donde podrían establecerse con sus conocimientos vanguardistas y experiencia innovadora. Poco se ha escrito sobre la importante obra habanera de P&H, y esta tesis llena este vacío. Los primeros proyectos cubanos de esta compañía, que coincidieron con los años fundacionales de la República de Cuba, incluyeron múltiples edificios con estructura de acero revestidos con distintos materiales arquitectónicos. Entre estas estructuras emblemáticas se encuentran el Centro Gallego, el Capitolio, y el Hotel Nacional. Sus labores incluyeron una estrecha colaboración con arquitectos e ingenieros cubanos, sirviendoles como sus consultores. A la vez, P&H incorporó servicios de construcción y supervisión de obras a esta sucursal de su empresa, e incluyó también la importación de materiales y equipos para proyectos. Sus contribuciones en Cuba (y específicamente en La Habana), como poder importante en la región, merecen el enfoque de esta tesis doctoral. / [CA] Les ciutats portuàries es beneficien de dissenys innovadors a un ritme més ràpid que els assentaments de l'interior, servint com a camps de prova i laboratoris tècnic-edilicis. Aquest va ser el cas de les tecnologies edilícies i els pioners que es van arriscar a utilitzar-les a la regió envoltada de la Mar Carib i l'Oceà Atlàntic. Aquestes obres van ser importants exponents d'una evolució i revolució tecnològica, des de 1895-1930, emmarcats per la Revolució Industrial i les guerres que van definir el període. Les tecnologies de construcció de principis del segle XX que van utilitzar el ciment pòrtland, han estat poc estudiades en els tròpics. Aconseguir un enteniment de l'important paper que van jugar els elements arquitectònics fabricats amb materials d'avantguarda en aquesta època com les armadures d'acer, formen la base d'aquest estudi, ja que van promoure l'evolució de l'arquitectura tropical, particularment a Cuba. El disseny de components estructurals, façanes i interiors van ser profundament impactats per elements arquitectònics possibilitats per un motlle amb mescla de ciment que va permetre tot tipus de siluetes i formes i que va facilitar la instal·lació, i va proporcionar competitivitat en cost. Durant l'última dècada del segle XIX, tant empresaris com artesans d'Espanya i els Estats Units van emigrar al Carib Hispà. Productes de ciment pòrtland van ser inicialment importats del Vell Món fins que es van establir les primeres fàbriques de ciment locals. Després de la Guerra Hispà-cubà-americana de 1898, durant un període de creixement econòmic a causa de la productivitat i vendes del sucre, va haver-hi un augment en els projectes de construcció de ciment i aquells amb estructures d'acer estructural com a nous materials edilicis. La instauració d'un govern temporer pels E.E. U.U. a Cuba, va proveir un actiu començar el dia a la industrialització a la regió i la immigració de professionals de la indústria de la construcció. A les illes progressistes del Carib Hispà, el furor per la "modernització" va augmentar a causa dels assoliments estructurals reeixits en els E.E. U.U. per a aquesta època, on edificis en ciutats com Chicago i Nova York havien aconseguit noves altures i estructures molt més lleugeres construïdes amb esquelets fabricats d'acer. Durant aquest període d'experimentació i risc descontrolat, l'ús d'elements importats per a edificar una estructura d'acer va servir com a substitut viable a la construcció tradicional. Això va ajudar al fet que es convertís en la tecnologia preferida per a la construcció d'estructures altes, lleugeres, amb menys divisions interiors, grans finestrals i a prova de foc i d'huracans. Com a resultat d'aquestes iniciatives, entre els anys 1899-1900, es va establir a l'Havana la primera sucursal ultramar dels enginyers estatunidencs Purdy & Henderson. Els esforços i visió d'aquesta empresa reeixida de disseny, composta per enginyers i arquitectes talentosos i experimentats, els van portar a Cuba, on podrien establir-se amb els seus coneixements avantguardistes i experiència innovadora. Poc s'ha escrit sobre la important obra havanera de P&H, i aquesta tesi plena aquest buit. Els primers projectes cubans d'aquesta companyia, que van coincidir amb els anys fundacionals de la República de Cuba, van incloure múltiples edificis amb estructura d'acer revestits amb diferents materials arquitectònics. Entre aquestes estructures emblemàtiques es troben el Centre Gallec, el Capitoli, i l'Hotel Nacional. La feina de casa van incloure una estreta col·laboració amb arquitectes i enginyers cubans, sirviéndoles com els seus consultors. Alhora, P&H va incorporar serveis de construcció i supervisió d'obres a aquesta sucursal de la seva empresa, i va incloure també la importació de materials i equips per a projectes. Les seves contribucions a Cuba (i específicament a l'Havana), com a poder important a la regió, mereixen l'enfocament d'aquesta tesi doctoral. / [EN] Port cities benefit from innovative designs at a faster rate than inland settlements, serving as testing grounds and structural-technical laboratories. This was the case of the building technologies and pioneers who risked using them in the region surrounded by the Caribbean Sea and the Atlantic Ocean. These projects were important exponents of a technological evolution and revolution, from 1895-1930, framed by the Industrial Revolution and the wars that defined the period. Early 20th century construction technologies using Portland cement have been under studied in the tropics. Achieving an understanding of the important role these architectural elements played as avant-garde materials of the time, such as the steel frame, form the basis of this study, since they promoted the evolution of tropical architecture, particularly in Cuba. The design of structural components, facades and interiors were deeply impacted by architectural elements made possible by a cement mix and a mold that allowed for all kinds of forms and shapes and facilitated installation while providing cost competitiveness. During the last decade of the 19th century, both businessmen and artisans from Spain and the United States immigrated to the Hispanic Caribbean. Portland cement products were initially imported from the Old World until the first local cement factories were established. After the Spanish-Cuban-American War of 1898, during a period of economic growth due to the productivity and sales of sugar, there was an increase in construction projects with cement as well as those with structural steel structures as new building materials. The establishment of a temporary government by the USA in Cuba, provided the dawn for industrialization in the region and the immigration of professionals from the construction industry. In the progressive islands of the Spanish Caribbean, the rage for "modernization" increased due to successful structural achievements in the USA by this time, where buildings in cities like Chicago and New York had reached new heights and much lighter structures built with frames made of steel. During this period of experimentation and uncontrolled risk, the use of imported elements to build a steel structure served as a viable substitute for traditional construction. This helped make it the preferred technology for building tall, lightweight structures with fewer interior divisions, large windows, and that were fire and hurricane proof. As a result of these initiatives, between the years 1899-1900, the first overseas branch of American engineers Purdy & Henderson was established in Havana. The efforts and vision of this successful design firm, comprised of talented and experienced engineers and architects, brought them to Cuba, where they could establish themselves with their cutting-edge knowledge and innovative expertise. Little has been written about the important Havana work of P&H, and this thesis fills this gap. The first Cuban projects of this company, which coincided with the founding years of the Republic of Cuba, included multiple buildings with steel structures covered with different architectural materials. Amongst their emblematic structures are the Centro Gallego, the Capitolio, and the Hotel Nacional. Their work included a close collaboration with Cuban architects and engineers, serving as their consultants. Concurrently, P&H added construction and supervision services to this branch of its company, and also included the importation of plumbing materials and project equipment. Their contributions in Cuba (and specifically in Havana), as an important power in the region, deserve the focus of this doctoral thesis. / Cueto De Pantel, BD. (2023). Nuevos materiales y tecnologías edilicias en el Caribe Hispano y sus pioneros (1895-1930) [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/193685