Las propiedades de durabilidad del hormigón armado se deben a la protección que el hormigón de recubrimiento confiere a las barras de acero. Además, de ser una barrera física que dificulta el ingreso de agentes agresivos, posee una elevada alcalinidad que origina una capa pasivante sobre la superficie del acero que lo mantiene inalterado mientras no se modifiquen esas condiciones. La elevada alcalinidad del hormigón se debe fundamentalmente a hidróxidos de calcio, sodio y potasio, formados durante la hidratación del cemento. Procesos naturales químicos o físicos pueden causar la disminución de la alcalinidad del hormigón. La reacción química de las fases disueltas con el CO2 atmosférico, denominada carbonatación, produce una disminución del pH, la cual, si llega a alcanzar la armadura, puede dar lugar a la destrucción de la capa pasiva del acero y a la corrosión generalizada del mismo. El principal producto de la reacción de carbonatación es el carbonato de calcio, el cual, por su estabilidad hasta temperaturas por encima de los 600°C, fija el CO2 de manera irreversible en condiciones normales de presión y temperatura. La circulación del agua a través del hormigón endurecido origina la lixiviación de los productos hidratados cálcicos disminuyendo también así la alcalinidad, fenómeno físico. La carbonatación del hormigón depende de factores vinculados a las características del hormigón y a las del medio ambiente de exposición, en particular la concentración atmosférica de CO2. Por su parte la constante variación de la composición de los cementos como de las condiciones del medio, principalmente el aumento de las emisiones de CO2, originan una mayor complejidad para la predicción de vida útil mediante modelos matemáticos. En Argentina numerosos estudios han demostrado que existe un porcentaje elevado de estructuras de hormigón afectadas por corrosión, siendo la carbonatación la causante en la mayoría de los casos. Numerosos estudios procuran avanzar en la predicción de la vida útil de estructuras de hormigón, algunos analizan la relación entre la carbonatación natural del hormigón y la corrosión del acero, proponiendo varios modelos (probabilísticos, estadísticos, analíticos, etc.) para predecir el avance del frente de cambio de pH, la mayoría de los cuales están centrados en el proceso de difusión de CO2. En Argentina, la patología más frecuente en estructuras de hormigón es la corrosión por carbonatación. De acuerdo con la clasificación del Reglamento CIRSOC 201 para ambientes de exposición que pueden ocasionar patologías de corrosión, la mayor parte del territorio argentino se encuentra dentro de la clasificación de corrosión por carbonatación a excepción de la costa atlántica que se clasifica como ambiente marino, corrosión por cloruros aunque también hay carbonatación. El proceso de carbonatación posee una velocidad lenta por lo cual resulta complejo obtener resultados a corto plazo en laboratorio para evaluar las distintas variables incluidas en los modelos. En los últimos años se emplean métodos acelerados de carbonatación existiendo criterios dispares en cuanto a las condiciones de ensayo particularmente la concentración de CO2, parámetro que se incrementa para acelerar el proceso, el estado higroscópico de las muestras, percentil de humedad del ensayo, duración del ensayo, etc. dificultándose así la comparación de los resultados con los obtenidos en ambiente natural. A nivel local el empleo de métodos acelerados para la calificación de hormigones o de sus materiales componentes es muy frecuente; el ensayo de barras de morteros o prismas de hormigón para la determinación de la expansión por la reacción potencial de álcalis del cemento y la sílice de los agregados (RAS), el ensayo de estabilidad en inmersión en etilenglicol de agregados basálticos, la migración de cloruros y el ensayo de succión capilar, son empleados entre otros. Se ha demostrado que el comportamiento de estructuras de hormigón sometidas a condiciones reales de agresividad no se relaciona linealmente con los resultados obtenidos en los ensayos acelerados, por lo tanto, los métodos acelerados pueden ser válidos para la aceptación del material, pero no para su rechazo. Los resultados obtenidos han permitido comprender que los efectos del CO2 ambiental en hormigones elaborados con distintos cementos están vinculados fuertemente con la formación de CaCO3 a partir del Ca(OH)2 y el CSH. Dependiendo de la razón a/mc y la Ralc, el CO2 comenzará a agotar la Ralc, por ello cuanto menor sea el contenido de Ralc mayor será la profundidad en hormigones con a/mc y resistencia a compresión similares. Se obtuvo la validación del método de carbonatación acelerada bajo determinadas condiciones de ensayo, permitiendo correlacionar la velocidad acelerada (Kac) con la del proceso natural (Kn). Esto permitirá establecer los recubrimientos de hormigón mínimos de acuerdo al tipo de cemento empleado para alcanzar la vida útil de diseño. Particularmente en Argentina el ensayo de carbonatación acelerada puede adoptarse como ensayo prestacional como lo son el de la reacción álcali sílice (RAS), el de estabilidad frente al etilenglicol, la migración de cloruros, la velocidad de succión capilar, etc. / Durability properties of reinforced concrete are important because the protection that the concrete confers to the steel bars. In addition, being a physical barrier that blocks the entry of aggressive agents. Concrete has a high alkalinity that creates a passivating layer on the surface of the steel that keeps it unchanged as long these conditions are not modified. The high alkalinity of concrete is mainly due to calcium, sodium and potassium hydroxides, formed during the hydration of the cement. Natural chemical or physical processes can cause that the alkalinity decrease of concrete. Chemical reaction of dissolved phases with atmospheric CO2 called carbonation produces a decrease in pH, which, if it reaches the armadura, can lead to destruction of the passive layer of the steel and widespread corrosion of the steel. The main product of the carbonation reaction is calcium carbonate. Its stability up to temperatures above 600 ° C, fixes CO2 irreversibly under normal conditions of pressure and temperature. The circulation of water through the hardened concrete causes the leaching of calcium hydrated products, reducing alkalinity, and this is a physical phenomenon. Concrete carbonation depends by factors related to the characteristics of the concrete and the exposure environment, in particular the atmospheric concentration of CO2. On the other hand, the constant variation of the cements composition and the environmental conditions, mainly the increase in CO2 emissions, rise to a greater complexity for the prediction of useful life using mathematical models. In Argentina, numerous studies have shown that there is a high percentage of concrete structures affected by corrosion, being carbonation the cause in most cases. Numerous studies seek to advance in the prediction of the useful life of concrete structures. Some analyze the relationship between the natural carbonation of concrete and the corrosion of steel, proposing various models (probabilistic, statistical, analytical, etc.) to predict the penetration front of pH, where in the most cases are focused on the CO2 diffusion process. In Argentina, the most frequent pathology in concrete structures is carbonation corrosion. According to the classification of the CIRSOC 201 Regulation for exposure environments that can cause corrosion pathologies, most of the Argentine territory is within the carbonation corrosion classification except for the Atlantic coast that is classified as a marine environment, corrosion by chlorides although there is also carbonation. Carbonation process it is with slow speed, this is why it is difficult to obtain short term results in laboratory to evaluate the different variables included in the models. In recent years, accelerated carbonation methods are used, and there are disparate criteria regarding the test conditions, particularly CO2 concentration, parameter that needs to be increased to accelerate the process. In addition, the hygroscopic state of the samples, percentile of test humidity and duration of the test, etc. making difficult to compare the results with those obtained in a natural environment. At the local level, the use of accelerated methods for the qualification of concrete or component materials is very frequent. An example of these tests are: the test of mortar bars or concrete prisms for the determination of the expansion by the potential reaction of alkalis of the cement and the reactive aggregates (ASR), the ethylene glycol immersion stability test of basalt aggregates, the diffusion of chlorides and the capillary suction test, among others. It has been shown that the behavior of concrete structures subjected to real aggressive conditions is not linearly. This is because these results are obtained in accelerated tests, but accelerated methods can be useful for the validation of the material but not for its rejection. The results obtained have made it possible to understand that the effects of environmental CO2 in concretes made with different cements are strongly linked to the formation of CaCO3 from Ca (OH)2 and CSH. Depending on the a/mc ratio and the Ralc, the CO2 will begin to deplete the Ralc, therefore the lower the Ralc content the greater the depth in concretes with a/mc and similar compressive strength. Validation of the accelerated carbonation method was obtained under certain test conditions, allowing the accelerated speed (Kac) to be correlated with that of the natural process (Kn). This will allow to determinate the minimum concrete cover according to the type of cement in concordance with the design useful life. Particularly in Argentina, the accelerated carbonation test can be adopted as a prescriptive test, such as the alkali silica reaction (ASR), the stability against ethylene glycol, the diffusion of chlorides, the speed of capillary suction, etc In addition, the results obtained have clarified some of the relationships between the deep carbonation profile and the combination of the CO2, phenomenon than not always happen together. Similar amounts of CO2 adsorbing during the carbonation process could be correlated by different deeps that depend of the relative humidity, the time, the concentration of the CO2 ambient, the w/mc ratio and the type and content of cement (alkali reservation).

El hormigónes uno de los materiales más utilizados a nivel mundial para la construcción de obras tales como, rutas, túneles, presas. Sin embargo existen patologías que pueden afectar sus propiedades mecánicas, físicas y su durabilidad. En 1940 se dieron a conocer los primeros estudios de una reacción química (denominada reacción álcali-sílice),desarrollada entre algunos materiales silíceos que constituyen los agregados pétreos y los hidróxidos alcalinos provenientes principalmente del cemento. A pesar de los años de investigación actualmente continua siendo un tema de debate, estudio y constante avance tecnológico.En Argentina, en las provincias de Entre Ríos y Corrientes, existen numerosas canteras donde se explotan agregados para hormigón. Estas rocas, de origen basáltico, pueden contribuir al desarrollo de la reacción debido a la presencia de cierto tipo de compuestos potencialmente reactivos.En estaTesis se relevaron cinco canteras activas de ambas provincias para evaluar la reactividad alcalina potencial de estos agregados. Se realizaron ensayos normalizados, tales como el método de la barra de mortero (IRAM 1674), prisma de hormigón convencional y acelerado (IRAM 1700, a 38ºC y 60ºC), análisis petrográfico (IRAM 1649, 1531) y se determinó la sílice disuelta (IRAM 1650).Sobre las barras de mortero y prismas de hormigón, luego de cumplido el tiempo de ensayo, se realizaron secciones delgadas que se estudiaron mediante microscopia óptica, para identificar productos de neoformación, y microscopía UV para evaluar el grado de microfisuramiento. Los estudios permitieron identificar materiales potencialmente reactivos, como por ejemplo vidrio volcánico, polimorfos de la sílice y calcedonia, y sustancias perjudiciales como la montmorillonita. En algunas canteras estos componentes superaron el límite establecido por la norma, calificando a los agregados como potencialmente reactivos según el examen petrográfico. La expansión medida en prismas de hormigón arrojaron valores diferenciales calificando algunos agregados como potencialmente reactivos y otros inocuos, mientras que en barras de mortero todos los valores superaron el límite establecido.También se estudiaron dos obras ingenieriles realizadas con agregados basálticos de la zona, que presentaban signos de RAS, con el objetivo evaluar la influencia de estos en el deterioro de la estructura. / Concrete is one of the main materialsused worldwide for the construction of different works such as routes, tunnels, dams.However, several pathologies can affect their mechanical and physical properties and their durability. In 1940 the first studies of a chemical reaction (named alkali-silica reaction (RAS)), developed between some siliceous materials that constitute the aggregates, and the alkaline hydroxides, coming mainly from the cement were studied.Despite the years of researches, nowadays it continues being subject of debate, study and permanent technological progress.In Argentina, in the provinces of Entre Ríos and Corrientes, there are several quarries of aggregates for concrete. These rocks are of basaltic origin and can contribute to the development of the reaction due to the presence of certain type of potentially reactive components.In this Thesis, five active quarries of both provinces were sampled to evaluate the potential the alkaline reactivity of these aggregates. Several standardized tests such as the mortar bar test method (IRAM 1674), conventional and accelerated concrete prism test method (IRAM 1700, at 38ºC and 60ºC) and petrographic analysis (IRAM 1531, 1649) were carried out. Also the dissolved silica (IRAM 1650) was determined. Thin sections were made of the mortar bars and concrete prisms after the test time was completed. They were studied by optical microscopy, to identify neoformation products, and by UV microscopy to evaluate the microcracking.The studies allowed to identify potentially reactive materials in this type of rock, such as volcanic glass, polymorphs of silica and chalcedony, and harmful substances such as montmorillonite. In some quarries these components exceeded the limit established by the standards, qualifying the aggregates as potentially reactive according to the petrographic examination. The expansion measured in concrete prisms shown differential values qualifying some aggregates as potentially reactive and other as innocuous, while in mortar bars all values exceed the limit established in the standard. Also,works elaborated with basaltic aggregates of the area, which showed signs of ASR, were studied in order to evaluate the influence of these rocks on the deterioration of the structures.

Se evaluó la reactividad potencial frente a los álcalis, de los materiales utilizados como agregados para hormigón, en la zona de Viedma (Prov. de Río Negro). Se muestrearon las principales canteras proveedoras de arena y canto rodado y se evaluaron áreas potenciales de extracción. Se utilizaron métodos de ensayo convencionales: barras de mortero (IRAM 1674), prismas de hormigón (IRAM 1700), análisis petrográfico (IRAM 1650) y se determinó la sílice disuelta por el método de ensayo químico (IRAM 1649). El trabajo se realizó sobre 8 can-teras de canto rodado y 3 de arena, la mayoría en explota-ción y en sectores litológicamente favorables. Se estudió la petrografía de los agregados con esteremicroscopio y micros-copio de polarización sobre secciones delgadas y se realizaron las curvas granulométricas normalizadas. Se identificaron ro-cas volcánicas, la mayoría con pastas vítreas, frescas y al-teradas, como componentes predominantes tanto de los agre-gados gruesos como finos. Gran parte de los cantos rodados presentan una pátina de sílice criptocristalina en la superficie y los ubicados en las planicies más elevadas, que constituyen la vieja terraza del valle, fuerte carbonatación. En la composi-ción de la arena se identificó escasa cantidad de vidrio volcá-nico, en clastos individuales y calcedonia. Este método permi-tió calificar a los materiales estudiados como potencialmente reactivos desde el punto de vista petrográfico. La expansión medida en las barras de mortero supera ampliamente los límites establecidos en la norma (entre 0,337 y 0,575 % a los 16 días). Los resultados de sílice disuelta, determinada en el método químico son coincidentes con la expansión medida en las barras de mortero. Los materiales estudiados se califica-ron como potencialmente reactivos frente a la reacción álcali-sílice. La reactividad se adjudicó a las rocas volcánicas vítre-as y a la sílice criptocristalina que cubre gran parte de los cantos rodados. / The potential alkali reactivity of the materials used as aggregates in the zone of Viedma (Province of Río Negro) was evaluated. Standard test methods were used: mortar bars (IRAM 1674), concrete prisms (IRAM 1700), petrographic analysis (IRAM 1650) and the dissolved silica was determined by the chemical test method (IRAM 1649). The work was made in 8 quarries of gravel and 3 of sand, most of them ac-tives and others in lithologically favourable areas. The petro-graphy of the aggregates was studied with stereomicroscope and polarization microscope on thin sections. Granulometric standard curves were made. Volcanic rocks were identified, most of them with vitreous pastes (fresh and altered) as principal components of the coarse and fine aggregates. Most of the particles have cryptocrystalline silica on the surfaces and those located in the elevated areas present strong carbo-natation. In the composition of the sand, scarce volcanic glass in individual particles and chalcedony were identified. This method allows to qualify the studied materials as potentially alkali reactive from the petrographic point of view. The expansion measured in the mortar bars exceeds the values established in the standard test (between 0,337 and 0,575 at 16 days). The results of dissolved silica, determined by the chemical method are coincident with the expansion measured in the mortar bars. The material studied was classi-fied as potentially alkali reactive respect to the alkali silica reaction. The reactivity was adjudicated to volcanic rocks with glassy matrices and to the cryptocrystalline silica that cover the surfaces of most of the gravels.

Los tableros losa de hormigón pretensado son una tipología habitualmente empleada en España para resolver estructuras de pasos superiores. Su optimización presenta un gran interés para conseguir diseños más económicos, que permitan un mayor aprovechamiento de los recursos que requieren. Las contribuciones a esta materia son escasas y han adolecido de un carácter extemadamente teórico que ha dificultado su aplicación por parte de ingenieros proyectistas. El objetivo de este trabajo ha sido el de aplicar técnicas de optimización estructural a esta tipología. Se han empleado técnicas metaheurísticas, puesto que permiten plantear el problema de un modo más complejo, aprovechando par una definición completa de tablero y de todos sus componentes, al tiempo que ha permitido imponer todas las comprobaciones que la normativa exige para este tipo de estructuras. Para definir las características del problema ha sido necesario distinguir entre los tableros aligerados y los macizos, dado que ha resultado imposible considerar a uno un caso particular del otro. Se ha implementado un programa informático que incluye las siguientes funciones: generación aletatoria de un tablero, comprobación automática de un tablero, evaluación de su coste a partir de las mediciones completas de todos sus componentes y tres algoritmos de optimización heurística implementados basados en tres metaheurísticas, pertenecientes a los denominados algoritmos de mejora local. Para la calibración de los algoritmos se han efectuado pruebas con diferentes parametrizaciones. La comparación de los resultados ha permitido descartar el algoritmo OBA pormostrar una menor eficacia para las parametrizaciones ensayadas. Los algoritmos SA y TA, por el contrario, muestran resultados muy similares, por lo que han efectuado pruebas de inferencia estadística consistentes en diferentes test de hipótesis. Los resultados no han sido capaces de determinar la heurística más eficaz de las dos. / Alcalá González, J. (2010). Optimización heurística económica de tableros de puentes losa pretensados [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/7441

La última década ha supuesto un hito en lo que se refiere al empleo y desarrollo del hormigón en España, en particular en la Comunidad Valenciana. Esto en gran parte no solo se debe al aumento de la producción sino al desarrollo de las instrucciones que regulan el control del hormigón, ya que en los últimos años han sido tres instrucciones las que se han publicado (EH-91,EHE-98 y EHE-08). Las consideraciones económicas y el gran incremento de la construcción de edificios de hormigón han supuesto la búsqueda de plazos de construcción mas cortos. Esto ha originado la necesidad de modificar o crear nuevos métodos de cálculo del periodo de descimbrado que reflejen la evolución de los hormigones actuales. La presente tesis doctoral es el fruto de esta imperativa necesidad. Por tanto, con base en los datos de resistencia a compresión obtenidos en las de 67.700 probetas de hormigón preparado de obra en la Provincia de Valencia, durante el periodo de tiempo de 1997 a 2011, se ha desarrollado un nuevo método de cálculo del periodo de descimbrado y se ha ajustado otro. Al mismo tiempo se han analizado y comparado los diferentes métodos del periodo de descimbrado, así como de cálculo de los coeficientes de cargaen la estructura de hormigón. La presente investigación tambien ha permitido conocer la influencia de parámetros tales como el tipo de cemento, relación agua/cemento, temperatura, tiempo de conservación de las probetas en obra, contenido de cemento, adiciones, aditivos y consistencia en la evolución de la resistencia del hormigón preparado de obra. / Canovés Valiente, JJ. (2013). Evolución de la resistencia del hormigón de obra. Métodos de predicción a partir de los ensayos de control de la conformidad del hormigón [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/30171

En los últimos años, debido al elevado coste de la reparación de las estructuras de hormigón armado con acero por el efecto de la corrosión, se ha tomado conciencia de la necesidad de utilizar nuevos materiales sustitutivos de las barras de acero corrugado. Estos materiales deben garantizar la seguridad y las condiciones de servicio, estéticas y funcionales de la estructura durante el periodo de vida útil para el cual fue diseñado. En la búsqueda de nuevos materiales que sustituyan a las barras de acero corrugado, aparecen hace pocos años las barras de polímero reforzado con fibras carbono (CFRP). Este tipo de materiales es más ligero, posee una resistencia a tracción superior a las barras de acero y, además, solucionan el problema de la corrosión. Antes de introducir este nuevo tipo de barras es necesaria la comprobación de la adherencia con el hormigón en las distintas condiciones térmicas a las que se encuentran expuestas las estructuras, debido a que éste es uno de los parámetros más importantes en el diseño de la estructura. Además, de ser una de las hipótesis en las que se basan las normativas actuales de diseño de estructuras de hormigón armado. Este trabajo estudia el comportamiento adherente entre las barras de CFRP y el hormigón en diferentes condiciones térmicas. Para ello, se lleva a cabo una campaña de 175 ensayos experimentales de pullout. Estos ensayos se realizan en condiciones térmicas de Hielo/Deshielo, 5 ºC, 20 ºC, 40 ºC y 80 ºC, tanto en barras de CFRP con tratamientos superficiales de arenado, texturizado y corrugado, como en barras de acero corrugado. Previamente a la realización de los ensayos experimentales de pullout, se realizan 21 ensayos de diámetro equivalente y 21 ensayos de tracción longitudinal en ambos tipos de barras. Además, en las barras de CFRP se realizan ensayos complementarios de análisis termogravimétrico (TGA), de calorimetría diferencial de barrido (DSC) y microdureza. Al mismo tiempo, se obtienen imágenes con microscopia óptica, microscopia electrónica de barrido (SEM) y microscopia de fuerza atómica (AFM) de las muestras ensayadas a pullout. Los resultados obtenidos muestran que los diferentes tratamientos superficiales de las barras de CFRP, que a diferencia del acero no se encuentran estandarizados, movilizan distintos mecanismos adherentes y modifican el comportamiento adherente de las barras de CFRP, siendo el tratamiento de corrugado el único que produce una adherencia similar a las barras de acero corrugado. Además, se comprueba que las condiciones térmicas afectan de forma diferente a los distintos tipos de barras de CFRP. / Calvet Rodríguez, V. (2014). Influencia de los distintos tratamientos superficiales de las barras de fibra de carbono en su comportamiento adherente con el hormigón [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/38100

Ingeniero Civil / Los muros esbeltos con discontinuidades en su base, tales como muros bandera o muros con abertura tipo puerta, se dan mucho en la práctica constructiva debido a necesidades arquitectónicas en fachadas, primeros pisos o en subterráneos. Sin embargo y aunque existen datos experimentales que muestran el comportamiento de estos elementos sometidos a cargas cíclicas, estos no incluyen análisis que consideren el tamaño de la abertura como parámetro, ni recomendaciones o guías de diseño en la normativa vigente que consideren los efectos de las discontinuidades en la base. Los efectos del corte en las deformaciones unitarias en la base de un muro esbelto no son considerados en los modelos de diseño actuales, es por esto que se hace necesario estimar la magnitud de estos efectos para ser incorporados a los modelos de flexión tradicionales. En este trabajo se analizan los efectos del corte en las deformaciones de compresión máximas y tracción máximas en la base de un muro rectangular, encontrándose que la relación de aspecto tiene gran importancia en ambos casos, y la deriva de techo toma importancia en la amplificación de compresión. Se calibra un modelo matemático a través de un análisis de elementos finitos no lineal, capaz de estimar la amplificación de la compresión y reducción de la tracción en la base mediante parámetros globales del muro: largo de confinamiento, relación de aspecto, deriva plástica de techo, cuantía longitudinal de borde y el largo de promedio de deformación. También se incluye un modelo simplificado que considera la deriva plástica y la relación de aspecto como variables para determinar la amplificación de compresión máxima, y la relación de aspecto para la reducción de tracción máxima. Los modelos simplificados tienen una desviación estándar de 20% y un promedio de 1.03 en la precisión (valor obtenido sobre valor esperado) en el caso de compresión, y una desviación del 9% y promedio 0.99 en el caso de la tracción. A través de análisis de flexión no lineales, se propone un modelo que estima el desplazamiento de fluencia de muros con aberturas de borde o muros bandera, que depende de las dimensiones de la abertura y la cuantía longitudinal de borde. El modelo propuesto tiene una desviación estándar de 13% y un promedio de precisión de 1.03. Además, se proponen rangos de validez para 3 modelos que estiman la curvatura última en el rango plástico de este tipo de muros. El modelo propuesto con mayor rango de validez tiene un promedio (valor propuesto sobre valor esperado) de 1 y una desviación estándar de 29%. Finalmente se estudian 3 casos de muros con aberturas basales en el centro, describiéndose el comportamiento global y local en secciones críticas para dar luces a futura investigación y al diseño en la práctica común.

Ingeniero Civil / Los elementos estructurales como vigas altas, vigas en voladizo, muros cortos e intersecciones vigas columnas son muy comunes en diferentes tipos de obras como puentes, edificios habitacionales y edificios de oficinas. En particular las vigas de hormigón armado son uno de los elementos estructurales más utilizados en los diferentes proyectos civiles que existen. Las vigas altas o vigas cortas (deep beams), son aquellas que tienen una relación de aspecto entre su largo y su altura menor a cuatro. Estos elementos no esbeltos son utilizados fundamentalmente como conectores o dinteles entre muros. La falla de éste tipo de vigas está gobernada por el esfuerzo de corte y su predicción es más difícil que las fallas de flexión. Actualmente las normas se enfocan en las vigas largas, donde predomina la falla por flexión, siendo de suma importancia estimar la capacidad de las vigas de menor longitud para entender el comportamiento sísmico de las estructuras. Es por esto que la presente memoria tiene como objetivo aplicar un modelo teórico que permita predecir la capacidad al corte en vigas altas de hormigón armado. El modelo tipo panel implementado para predecir la capacidad al corte de las vigas altas de hormigón armado asume que la dirección principal de tensiones del elemento es igual a la dirección principal de deformaciones y considera un solo elemento que representa el estado de deformaciones y tensiones promedio de la viga. Respecto a los materiales, la ley constitutiva del hormigón tiene un comportamiento biaxial al considerar la degradación de la capacidad de compresión debido a las fisuras provocadas por la tracción en la dirección perpendicular y el acero sigue un comportamiento uniaxial. Además supone un ángulo de falla que puede ser fijo o variable, en particular en esta memoria, se utilizan los modelos de ángulo fijo (ángulo en función de la relación de aspecto y niveles de carga axial) por ser aquellos que entregaron mejores resultados en el análisis de muros cortos (Ulloa L. 2013, basado en el modelo de Kaseem). Para analizar el comportamiento del modelo teórico se acoplaron ensayos existentes en la literatura, generando una base de datos con 182 ensayos. Estas vigas ensayadas fueron sometidas a cargas verticales en distintas disposiciones, fundamentalmente pares de cargas puntuales a iguales distancias desde los bordes. En los ensayos se varía la armadura al corte o estribos (transversal), la cuantía de armadura longitudinal (horizontal), las dimensiones de la viga, la distancia al borde de la armadura y las propiedades del material. La comparación entre el modelo tipo panel modificado (Ulloa L, 2013) y los resultados empíricos dio valores promedios para la estimación de la capacidad de 0.87 para mod. α_((σ_r=f_ct ) ) σ_L=N/A , 0.91 para mod. α_((σ_r=〖0.5f〗_ct ) ) σ_L=N/A y 0.92 para mod. α_((σ_r=f_ut=0) ) y σ_L=N/A. Las dispersiones fueron 0.27, 0.28 y 0.28. Además el modelo alcanza un promedio del 98% de la deformación por corte alcanzada en los ensayos. En general, se aprecia que cuando el ángulo se fija a mayores tensiones de tracción, los resultados son mejores, para el modelo original y para las distintas modificaciones realizadas.

Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Ingeniería Sísmica. Ingeniero Civil / El terremoto del Maule de 2010 ocurrido en Chile dejó un gran número de edificios de las construcciones modernas con daños, éstos debido a requerimientos arquitectónicos, poseen discontinuidades del tipo bandera. Un muro bandera se produce cuando hay una extensión de la longitud del muro para los pisos superiores, es decir, a partir de cierta altura el largo del muro cambia, generando una abertura en los bordes de los edificios. El nivel de discontinuidad en la base no ha sido tratado experimentalmente y por lo tanto es necesario observar su impacto estructural. En esta investigación, se estudia experimental y analíticamente el comportamiento de muros esbeltos de hormigón armado tipo bandera frente a una carga axial constante y un desplazamiento lateral cíclico, para así poder comparar los resultados obtenidos con modelos de elementos finitos o modelos predictivos utilizados en trabajos anteriores. Para lograr llevar a cabo el estudio experimental, se dispone del laboratorio de estructuras recién construido que contempla un muro y losa de reacción, al que se diseñó y construyó un sistema restricción lateral y carga axial. Se construyen cuatro probetas de hormigón armado las cuales fueron diseñadas con una altura al punto de aplicación de la carga lateral de 2.8m, un espesor de muro de 15cm y una longitud de 90cm. Todos los ensayos son realizados bajo las mismas condiciones de carga axial constante y carga lateral cíclica aplicada a nivel de techo. Para la obtención de las deformaciones principales, se han instrumentado todos los muros a ensayar con strain gages, LVDT y fotogrametría. Los resultados experimentales muestran que el impacto de la abertura es relativamente bajo, dado que todos los muros tienen capacidad y deformaciones de techo similar, sin embargo la utilización de discontinuidad acelera la degradación, demostrando que los muros banderas, en especial el de mayor discontinuidad, fallan antes que el rectangular. Los modelos en elementos finitos realizados son capaces de capturar de buena forma la respuesta, mostrando la degradación y falla obtenida en los ensayos al incorporar un modelo de acero con pandeo, además el mayor efecto de discontinuidad tipo bandera se obtiene ejecutando modelos de muros con mayor relación de aspecto (edificios altos) con aberturas pequeñas, debido a la alta concentración de daño en la discontinuidad.

Magíster en Ingeniería Sísmica / Ingeniero Civil / Chile concentra un alto número de sismos a lo largo de su historia. Uno de los más fuertes en los recientes años ocurrió el 27 de Febrero del 2010 en la región del Maule. Entre los daños producidos por este fenómeno se detectan aplastamiento del hormigón, pandeo de barras de refuerzo longitudinal y fractura de estas mismas. Una unidad estructural común en las construcciones es el muro bandera. Éste elemento se define como un muro que, por diseños arquitectónicos, cambia de longitud entre pisos. El modo de falla de la mayoría de ellos se encuentra en el piso inferior. Se manifiesta a través de una grieta horizontal en el borde del muro. Algunos autores en la literatura desarrollan modelos predictivos para comportamientos de este tipo de elementos y los comparan con muros rectangulares. En ellos concluyen que cuando se presenta este tipo de unidad estructural sin discontinuidad tiene mayor resistencia que uno con perforación. Además, losn autores indican que, ante un mayor desplazamiento de techo, la rótula plástica se desarrolla en una mayor longitud, siempre y cuando sea contenida dentro del alto de la abertura. Según lo anterior, en esta tesis se comprueban dichas teorías a través de cuatro ensayos experimentales de muros de 2.65m de alto, 15cm de espesor y largo basal de 0.9m. En el primero, la probeta base es rectangular; mientras que, del segundo al cuarto, son tipo bandera con perforaciones de distinto tamaño. A través de fotogrametría, se rescatan los desplazamientos y deformaciones en coordenadas cartesianas del área comprendida por el muro. Para cada ensayo se describe el comportamiento global del ensayo. Luego de eso, se analiza el comportamiento de deformaciones de tracción en la fibra extrema, curvatura y deformación en las direcciones principales. Los resultados indican que aumenta el largo de la rótula plástica a medida que aumenta el nivel de deriva. Además, se enfoca en el sector de la abertura. Por otra parte, se capta una nueva discontinuidad creada por la armadura de refuerzo que bordea la abertura. En ella se concentran grandes deformaciones que, en el caso de la probeta 4, definen la zona de falla. Esta anomalía se muestra para los tres casos de muros bandera acentuándose en el último. Su comportamiento hace relación a que el largo de desarrollo de la barra es menor y no se logra total adherencia entre el hormigón y el acero. Finalmente, se propone un modelo puntal-tensor para cada sentido de la carga lateral. En éstos, se logra interpretar los modos de falla. A su vez, al comparar con fotogrametría, las deformaciones de las barras horizontalmente distribuidas y los refuerzos de borde son consistentes con el nivel de deriva cuando las barras entran en fluencia. También interpreta adecuadamente el efecto de la barra discontinua. En este caso, para la probeta 4 identifica la mayor solicitación en ese punto.