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

The global tendency to apply sustainability criteria in most of productive fields, as well as, the limited durability and the pathologies that suffer the reinforced concrete elements, are aspects that directly affect the increasing necessity of strengthening this type of structures. Reinforced concrete beams are frequently subjected to bending and shear efforts. The evolution of strengthening techniques, that permit to increase the load bearing capacity in front this type of efforts, has consisted in the development of new technologies that maximise the velocity and ease the execution of the solution, minimising the time structures are out of service. In this way, the introduction of composite materials in construction has revolutionised the structural strengthening field. The textile-reinforced mortar (TRM) is a composite material that combines textiles, made of high strength tensile fibres, with cementitious matrix. The main characteristic of this material is that, unlike the techniques as fibre-reinforced polymer (FRP), it does not require the use of organic resins for its fabrication and application on structures. The present thesis has consisted in the analysis of the mechanical and structural behaviour of reinforced concrete beams strengthened against flexural and shear efforts using different types of TRM. To fulfil this aim, two main experimental campaigns have been carried out. In the first one, eleven full-scale beams, ten of them previously flexural strengthened with five different types of TRM, have been tested. In the second experimental campaign, nine reinforced concrete beams, eight of them shear strengthened with four different combinations of textiles and mortars, have been subjected to experimental tests. Before these main experimental campaigns, the mechanical behaviour of all materials used in the research has been characterised (that is concrete, steel, mortars, textiles and TRM). Moreover, an experimental approach, based on the flexural strengthening and testing of twelve precast beams, has been done. This campaign has allowed familiarising with the application of the reinforcement and obtaining results, from which, most appropriate combinations of textiles and mortars to use in main experimental campaigns have been chosen. Using the experimental data, two analytical studies, focused on the design of reinforced concrete beams flexural and shear strengthened with TRM, respectively, have been carried out. In both studies, initially, it has evaluated the prediction capacity of three analytical models included in design standards of FRP and TRM. For two of them, the formulation of the codes proposed by fib-Bulletin 14 and ACI 440.2R-08 has been adapted to the particular case of cementitious matrix reinforcements. The formulation according to ACI 549.4R-13 has been directly applied in the third. In the second part of the studies analytical models based on the reduction of mechanical capacities of the fibers have been carried out. These employed the experimental results obtained in the present research and the gathered from similar investigations. The results show that, in the case of TRM applied as a flexural reinforcement, the strengthening system is able to increase of 27.4% the beams capacity before the flexural yielding and 8.2% the ultimate bending capacity. This increase reaches 33.7% in the case of the shear strengthened reinforced concrete beams. On the other hand, the results of analytical studies indicate that models adapted from FRP standards present a better prediction capacity than the obtained with the code specifically developed for TRM reinforcements, which has performed significantly conservative. Finally, the proposed analytical models, based on the adjustment of the textile fibers properties, show a new conception for the design of TRM strengthening on reinforced concrete beams. / La tendencia global en aplicar criterios de sostenibilidad en la mayoría de ámbitos productivos, así como la limitada durabilidad y las patologías que sufren los elementos de hormigón armado, son aspectos que influyen directamente en la creciente necesidad de reforzar este tipo de estructuras. Las vigas de hormigón armado son elementos frecuentemente sometidos a esfuerzos de flexión y cortante. La evolución de las técnicas de refuerzo que permiten incrementar la capacidad resistente frente estas solicitaciones, ha consistido en el desarrollo de nuevas tecnologías que maximizan la velocidad/facilidad de ejecución de la solución y minimizan el tiempo que la estructura está fuera de servicio. En este sentido, la introducción de materiales compuestos en la construcción ha revolucionado el sector de los refuerzos estructurales. El textile-reinforced mortar (TRM) es un material compuesto que combina tejidos, hechos de fibras de resistencia a tracción elevada, y matrices de base cementítica. La principal característica de este material es que, a diferencia de técnicas como el fibre-reinforced polymer (FRP), no requiere de la utilización de resinas orgánicas para su fabricación y aplicación en las estructuras. La presente tesis ha consistido en el análisis del comportamiento mecánico y estructural de vigas de HA reforzadas a flexión y a cortante con diferentes tipos de TRM. Para lograr este objetivo, se han realizado dos campañas experimentales principales. En la primera de ellas, se han ensayado once vigas a escala real, diez de ellas reforzadas previamente a flexión con cinco tipos diferentes de TRM. En la segunda campaña, se han sometido a ensayo nueve vigas de HA, ocho de ellas reforzadas a cortante con cuatro combinaciones diferentes de tejidos y morteros. Antes de estas campañas principales, se ha caracterizado el comportamiento mecánico de todos los materiales utilizados, es decir, el hormigón, el acero, los morteros, los tejidos y el material compuesto TRM. Además, se ha realizado una campaña experimental de aproximación, basada en el refuerzo a flexión y ensayo de doce viguetas prefabricadas, que ha permitido la familiarización con la técnica de aplicación del refuerzo y la obtención de resultados, a partir de los cuales, se ha elegido las mejores combinaciones de tejidos y morteros a utilizar en las campañas experimentales principales. Utilizando los datos experimentales, se han realizado dos estudios analíticos enfocados al diseño de vigas de HA reforzadas a flexión y a cortante con TRM, respectivamente. En ambos estudios, inicialmente se ha evaluado la capacidad de predicción de tres modelos analíticos incluidos en normativas de FRP y TRM, adaptando la formulación de los códigos propuesta por fib-Bulletin 14 y ACI 440.2R-08 al caso particular de los refuerzos de matriz cementítica, y aplicando directamente la formulación propuesta por ACI 549.4R-13. En la segunda parte de los estudios, empleando los resultados experimentales obtenidos en el presente trabajo y los recopilados de investigaciones similares, se han desarrollado modelos analíticos basados en la reducción de las capacidades mecánicas de las fibras que componen los tejidos. Los resultados muestran que, en el caso del TRM aplicado como refuerzo a flexión, los especímenes logran incrementar en un 27,4% su capacidad previa a la plastificación, y en un 8,2% su capacidad última a flexión. Este incremento de prestaciones alcanza el 33,7% en el caso de las vigas de HA reforzadas a cortante. Por otro lado, los resultados del estudio analítico muestran que los modelos adaptados de las normativas de FRP presentan una mejor capacidad de predicción que el modelo desarrollado para el TRM, que se revela significativamente conservador. Por último, los modelos analíticos propuestos, basados en el ajuste de las propiedades de las fibras de los tejidos, muestran un nuevo enfoque para el diseño de refuerzos TRM en vigas de HA. / La tendència global a aplicar criteris de sostenibilitat en la majoria d’àmbits productius, així com la limitada durabilitat i les patologies que pateixen els elements de formigó armat, són aspectes que influeixen directament en la creixent necessitat de reforçar aquest tipus d’estructures. Les bigues de formigó armat són elements freqüentment sotmesos a esforços de flexió i tallant. L’evolució de les tècniques de reforç que permeten incrementar la capacitat resistent en front aquestes sol·licitacions, ha consistit en el desenvolupament de noves tecnologies que maximitzessin la velocitat/facilitat d’execució de la solució i minimitzessin el temps que l’estructura està fora de servei. En aquest sentit, la introducció de materials compostos en la construcció ha revolucionat el sector dels reforços estructurals. El textile-reinforced mortar (TRM) és un material compost que combina teixits, fets de fibres de resistència a tracció elevada, i matrius de base cementítica. La principal característica d’aquest material es que, a diferència de tècniques com el fibre-reinforced polymer (FRP), no requereix de la utilització de resines orgàniques per a la seva fabricació y aplicació a les estructures. La present tesi ha consistit en l’anàlisi del comportament mecànic i estructural de bigues de formigó armat reforçades a flexió i a tallant amb diferents tipus de TRM. Per a aconseguir aquest objectiu, s’han realitzat dues campanyes experimentals principals. En la primera d’elles, s’han assajat onze bigues a escala real, deu d’elles reforçades prèviament a flexió amb cinc tipus diferents de TRM. En la segona campanya, s’han sotmès a assajos nou bigues de formigó armat, vuit d’elles reforçades a tallant amb quatre combinacions diferents de teixits i morters. Abans d’aquestes campanyes principals, s’ha caracteritzat el comportament mecànic de tots els materials utilitzats, és a dir, el formigó, l’acer, els morters, els teixits i el material compost TRM. A més, s’ha realitzat una campanya experimental d’aproximació, basada en el reforç a flexió i assaig de dotze biguetes prefabricades, que ha permès la familiarització amb la tècnica de reforç i l’obtenció de resultats, a partir dels quals, s’han escollit les millors combinacions de teixits i morters a utilitzar en les campanyes experimentals principals. Utilitzant les dades experimentals, s’han realitzat dos estudis analítics enfocats al disseny de bigues de formigó armat reforçades a flexió i a tallant, respectivament. En ambdós estudis, inicialment s’ha avaluat la capacitat de predicció de tres models analítics inclosos en normatives de FRP i TRM, adaptant la formulació dels codis proposada per fib-Bulletin 14 i ACI 440.2R-08 al cas particular dels reforços de matriu cementítica, i aplicant directament la formulació proposada per ACI 549.4R-13. En la segona part dels estudis, emprant els resultats experimentals obtinguts en el present treball i els recopilats d’investigacions similars, s’han desenvolupat models analítics basats en la reducció de les capacitats mecàniques de les fibres que composen els teixits. Els resultats mostren que, en el cas del TRM aplicat com a reforç a flexió, els espècimens aconsegueixen incrementar en un 27,4% la seva capacitat prèvia a la plastificació, y en un 8,2% la seva capacitat última a flexió. Aquest increment de prestacions arriba fins el 33,7% en el cas de les bigues de formigó armat reforçades a tallant. Per altra banda, els resultats de l’estudi analític mostren que els models adaptats de les normatives de FRP presenten una millor capacitat de predicció que el model desenvolupat per al TRM, que es revela significativament conservador. Per últim, els models analítics proposats, basats en l’ajust de les propietats de les fibres dels teixits, mostren un nou enfoc per al disseny de reforços TRM en bigues de formigó armat

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

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

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

La humitat és un dels paràmetres més característics del sòl i el seu coneixement té interès des de diversos àmbits de la enginyeria. Conèixer la humitat mitjançant la impedància elèctrica planteja un estudi acurat de les tècniques de mesura per determinar quins factors o components es mesuren realment. Cal saber, a més, si corresponen a la presència i quantificació de la humitat o a interferències com fenòmens de transducció iònico electrònica, fenòmens en el si del material o limitacions pròpies de la instrumentació, sovint poc aprofundits per la bibliografia. L'estudi teòric de les propietats elèctriques, conductivitat i permitivitat, de les barreges estableix unes directrius o punts de partida. El sòl és un sistema de partícules amb tres fases: la sòlida, l'electrolítica i els buits, que es comporta com un dielèctric compost amb moltes pèrdues. La interacció entre fases modifica les propietats elèctriques de les barreges teòriques i ens porta a l'estudi detallat de diverses lleis pseudoempíriques i al plantejament d'un model propi.S'han analitzat les tècniques clàssiques de mesura d'impedància elèctrica, abast, validesa i limitacions quan s'estudia el medi sòl. La no consideració dels punts febles o el seu oblit pot portar a interpretacions errònies. Aquesta anàlisi de tècniques de mesura i l'estudi elèctric de materials ha portat al desenvolupament de cèl.lules adaptades a diferents estratègies de mesura, a la combinació de diversos instruments i a la connexió adient de les parts amb diverses solucions originals.La conductivitat dels sòls no depèn de la freqüència en el marge estudiat (1 Hz a 100 MHz); sí que depèn dels continguts de sals dissoltes en l'electròlit. A partir d'un llindar, hi ha una relació lineal entre conductivitat i humitat en sòls de tipus sorrenc. En canvi, la relació en sòls llimosos i argilosos és de tipus potencial fins a una saturació. A freqüència baixa, no és possible mesurar la permitivitat de sòls atesa la influència de la conductivitat. A freqüències superiors a 1 MHz, la relació permitivitat humitat és aproximadament lineal en sòls sorrencs i potencial en sòls llimosos i argilosos. Aquests resultats s'han contrastat amb els models bibliogràfics, que s'han adaptat o modificat.L'anàlisi i desenvolupament de les tècniques de mesura i els models elèctrics de sòls permeten conèixer el contingut d'humitat dels sòls, tot i que cal un coneixement del tipus de sòl de què es tracta i de la concentració inicial de l'electròlit. Les tècniques desenvolupades complementen de forma ràpida i barata les tècniques clàssiques no elèctriques i poden substituir les si s'accepta una incertesa del 5%.

La comprensión de los edificios históricos desde el punto de vista de su materialidad, como paso previo para su intervención, es de vital importancia y es indispensable en la toma de decisiones en los proyectos de su restauración y conservación, por lo que esta investigación propuesta "Arquitectura religiosa virreinal de Yucatán. El conocimiento histórico-técnico de las iglesias con estructura espacial conventual. El conocimiento de la arquitectura histórica como condicionante de la restauración", pretende contribuir al conocimiento técnico-constructivo de esta tipología en la región, así como a la conservación, teoría y práctica de la conservación de las edificaciones religiosas en Yucatán.El período que abarca, es el virreinal, que va del siglo XVI al siglo XVIII. El marco geográfico en el cual se desarrolla este género de arquitectura es el Estado de Yucatán, el cual se encuentra al norte de la Península del mismo nombre, en la región sur de México. Tiene como objetivos: 1. Definir las tipologías edificatorias y estructurales que nos da una visión integradora de las relaciones espaciales, funcionales y constructivas que definen las iglesias virreinales con estructura espacial conventual de Yucatán. 2. Definir las relaciones estructurales entre los elementos resistentes y los espacios, que facilitan la comprensión y el conocimiento técnico-constructivo de la arquitectura religiosa virreinal de Yucatán.Esta Investigación se ha planteado desde una doble perspectiva. Por un lado, desde un punto de vista genérico, es decir el planteamiento del marco histórico a partir del cual surge y se desarrolla este género, con este mismo enfoque el conocimiento de su tecnología constructiva. Por otro lado, un enfoque específico, en el análisis de la tipología edificatoria de las iglesias, sus funciones, características arquitectónicas, evolución arquitectónica y cronológica y las relaciones del tipo edificatorio con el desarrollo de los diversos esquemas estructurales en los diferentes espacios que los conforman, así mismo las relaciones estructurales de los elementos y espacios de los diferentes tipos estructurales de las naves, como espacio principal de las iglesias. Esta investigación ha requerido una revisión y análisis bibliográfico e histórico documental sobre aspectos técnicos de la edificación regional virreinal de Yucatán, así como de una intensa labor de archivo y visitas a los monumentos con el fin de constatar datos, registrar intervenciones y modificaciones sufridas en los monumentos, llevar a cabo un estudio fotográfico y gráfico, de mediciones de elementos y espacios que los conforman, lo que me ha permitido valorar la importancia de este género de arquitectura para la región, la importancia de su conocimiento y uso para su adecuado mantenimiento y conservación, fuente además didáctica en la evolución de los procesos constructivos que no deben perderse.

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

Cementitious materials such as mortar or concrete are brittle and have an inherent weakness in resisting tensile stresses. The addition of discontinuous fibers to such matrices leads to a dramatic improvement in their toughness and remedies their deficiencies. It is generally agreed that the fibers contribute primarily to the post-cracking response of the composite by bridging the cracks and providing resistance to crack opening. On the other hand, the multifield theory is a mathematical tool able to describe materials which contain a complex substructure. This substructure is endowed with its own properties and it interacts with the macrostructure and influences drastically its behavior. Under this mathematical framework, materials such as cement composites can be seen as a continuum with a microstructure. Therefore, the whole continuum damage mechanics theory, incorporating a new microstructure, is still applicable. A formulation, initially based on the theory of continua with microstructure Capriz, has been developed to model the mechanical behavior of the high perfor-mance fiber cement composites with arbitrarily oriented fibers. This formulation approaches a continuum with microstructure, in which the microstructure takes into account the fiber-matrix interface bond/slip processes, which have been recognized for several authors as the principal mechanism increasing the ductility of the quasi-brittle cement response. In fact, the interfaces between the fiber and the matrix become a limiting factor in improving mechanical properties such as the tensile strength. Particularly, in short fiber composites is desired to have a strong interface to transfer effectively load from the matrix to the fiber. However, a strong interface will make difficult to relieve fiber stress concentration in front of the approaching crack. According to Naaman, in order to develop a better mechanical bond between the fiber and the matrix, the fiber should be modified along its length by roughening its surface or by inducing mechanical defor-mations. Thus, the premise of the model is to take into account this process considering a micro field that represents the slipping fiber-cement displacement. The conjugate generalized stress to the gradient of this micro-field verifies a balance equation and has a physical meaning. This contribution includes the computational modeling aspects of the high fiber rein-forced cement composites (HFRCC) model. To simulate the composite material, a finite element discretization is used to solve the set of equations given by the multifield approach for this particular case. A two field discretization: the standard macroscopic and the micro-scopic displacements, is proposed through a mixed finite element methodology. Furthermore, a splitting procedure for uncoupling both fields is proposed, which provides a more convenient numerical treatment of the discrete equation system. The initiation of failure in HPFRCC at the constitutive level identified as the onset of strain localization depends on the mechanical properties of the all compounds and not only on the matrix ones. As localization criteria is considered the bifurcation analysis in combination with the localized strain injection technique presented by Oliver et al. It consists of injecting a specific localization mode during the localization stage, via mixed finite element formulations, to the path of elements that are going to capture the cracks, and, in this way, the spurious mesh orientation dependence is removed. Model validation was performed using a selected set of experiments that proves the via-bility of this approach. The numerical examples of the proposed formulation illustrated two relevant aspects, namely: 1) the role of the bonding mechanism in the strain hardening be-havior after cracking in the HPFRCC and 2) the role that plays the finite element formulation in capturing the displacement localization in the localization stage.

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