El concreto reforzado con fibra de acero winrad es poco conocido en el Perú, sin embargo en muchos otros países ya ha sido usado en diferentes campos como en: túneles, pisos industriales, pistas de aeropuertos, muelles, concreto pretensado y precolado, cimentaciones, caminos de concreto, losas de concreto esbeltas, reparaciones superficiales, depósitos y tanques. En los últimos años el sector construcción en el país ha emprendido una vertiginosa carrera en busca de nuevas técnicas para desarrollar, fortalecer y hacer más eficiente todos sus rubros y poder cumplir con las exigencias que demanda el mercado global con soluciones innovadoras.

Sabemos que el concreto es un material que está sujeto a cambios volumétricos de acuerdo a la temperatura de exposición, siendo el más frecuente el caso de la contracción por secado en las primeras horas de fraguado para el cual es necesario el uso de fibras sintéticas y naturales para reducir el efecto. Es por ello que en esta investigación se pretende analizar y determinar si las plumas de aves eran capaces de inhibir la fisuración en losas de concreto. Para esto se realizó un análisis comparativo entre fibra sintética (Fibermesh) y fibra natural de origen animal (plumas de aves), las cuales se estudiaron en dos ensayos normados por la ASTM y una prueba experimental.

El hormigón reforzado con fibras de acero (HRFA) es un material que recientemente ha venido desempeñando un papel de importancia en la industria de la construcción; es el resultado de adicionar fibras cortas distribuidas aleatoriamente al hormigón convencional. Presenta ventajas estructurales que se manifiestan principalmente en estado fisurado, aportando mayor resistencia residual y una rotura más dúctil. Diferentes autores y normativas europeas han estudiado el comportamiento del HRFA, determinando las propiedades mecánicas y proponiendo diferentes modelos de comportamiento. Sin embargo, son pocas las investigaciones cuyo enfoque principal es la simulación o reproducción del comportamiento de este material a través de programas computacionales; atribuido probablemente a la geometría poco convencional de las estructuras fabricadas con HRFA. El principal objetivo de la presente teis doctoral es definir un modelo numérico que permita simular el comportamiento pre y post fisuración de elementos de HRFA empeleando un programa comercial. Para lo cual, se ha realizado una revisión de la literatura científica referente a los modelos de comportamiento del HRFA, y su simulación, se ha planteado un estudio experimental y numérico, y se han extrapolado los resultados a otras calidades de hormigón. En el estudio experimental se analiza el comportamiento de elementos que presentan diferentes estados tensionales, como lo son probetas prismáticas, paneles circualres y placas delgadas. Los dos primeros elementos son propuestos por normativas europeas y americanas; mientras que, los ensayos de las placas delgadas no son normalizados. Para el desarrollo del estudio numérico, se utiliza el programa comercial de elementos finitos ANSYS V11, en el que se simulan los elementos ensayados experimentalmente usando un elemento finito específico para materiales frágiles y, modificando los parámetros que tiene el programa por defecto para considerar el efecto de las fibras. / Núñez López, AM. (2011). Análisis numérico-experimental de elementos de hormigón reforzado con fibras de acero [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/10360

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En este Trabajo de Título se realizó una caracterización y un diagnóstico del nivel de daño probable ante un escenario sísmico extremo, en una muestra de viviendas sociales de albañilería construida en los últimos 28 años en la ciudad de Arica. Para lograr el objetivo del estudio se reunieron antecedentes relacionados con las amenazas que representa un terremoto de magnitud mayor o igual a 8 grados, con epicentro en las proximidades de la ciudad. Se consideraron 26 conjuntos habitacionales de dos pisos y uno de tres (4.487 viviendas), construidos con albañilería reforzada con armadura distribuida en el interior de los huecos y con pilares y cadenas de hormigón armado. Con la información reunida, se calcularon los índices de vulnerabilidad sísmica estructural propuestos por Meli, Lourenco&Roque y Gallegos&Ríos. Los antecedentes permitieron evidenciar que algunos conjuntos habitacionales se ubican en zonas expuestas a los efectos de fenómenos naturales como remoción en masa, licuefacción de suelos y tsunami. Además, los valores de los índices de vulnerabilidad mostraron que la estructura sismorresistente de la mayoría de los edificios, que forman estos conjuntos, poseen una baja densidad de muros en una de las direcciones de la planta (debido a su diseño arquitectónico). Adicionalmente, se verificó que no se cumplen las limitaciones de diseño recomendadas por las normas chilenas de diseño y cálculo de edificios de albañilería. Esta última condición hace que la densidad de muros sea determinante en el diagnóstico del nivel de daño. Como resultado de lo anterior y teniendo en cuenta la experiencia reunida en los terremotos que han afectado a Chile en los últimos 40 años, se concluye que las viviendas sociales seleccionadas en la muestra se encuentran en una situación crítica ante la ocurrencia de un terremoto de gran magnitud (M  8.0 gados). Esto se traduciría en que del total de viviendas de la muestra, el 74.1% (3.326 viviendas) presentaría un daño sísmico Alto y un 22.6% (1.012 viviendas) un daño sísmico Moderado.

[pt] Arco segmentado é uma estrutura composta de vários segmentos retilíneos,emendados em pontos pertencentes a uma curva em forma de arco que circunscreve a estrutura. A coincidência dos pontos das emendas (nós) com essa curva permite a redução dos momentos fletores nesses pontos. O arco segmentado assim idealizado apresenta algumas vantagens para a indústria de pré-moldados, quais sejam: permite a utilização das fôrmas empregadas na moldagem de outros tipos de peças retilíneas como pilares e vigas; permite a construção de arcos com qualquer relação entre a flecha e o vão, empregando-se as mesmas fôrmas, bastando para isso variar os ângulos entre os segmentos emendados. Neste trabalho é feito um estudo teórico sobre a estabilidade dos arcos segmentados,utilizando para isto o modelo computacional baseado no método nos elementos finitos. Dentro deste estudo são realizadas análises sobre a influência da relação altura/vão, da variação do número de segmentos, da presença de imperfeições iniciais e da ação do vento no comportamento global destes arcos. Também é desenvolvido um procedimento para o cálculo da carga crítica dos arcos segmentados bi e tri-articulados e que leva em consideração tanto as cargas caracterizadas por pontos limite como as por pontos de bifurcação. São apresentados os detalhes e resultados de um ensaio experimental de um arco segmentado de concreto armado, que teve como objetivo principal a verificação do comportamento global deste tipo de estrutura e da eficiência do modelo computacional aqui utilizado. / [en] Segmental arch is a structure made of several straight segments of precast concrete connected at points belonging to a curve in the form of an arch which circumscribes the structure. This type of arch has some advantages for the precasting industry: a) it allows the use of the same forms used to cast other types of straight pieces such as beams and columns; b) it allows the construction of arches with any height/span ratio, using the same forms, which is achieved just by varying the angle between the connected segments. In this work, a study of the stability of this type of arch is developed, with the use of a computer model based on the finite elements method. In side of this study, the effects of height/span ratio variation, segment number variation, initial imperfections presence and the wind action are investigated. In addition, a calculus procedure of the critical load to the segmental arches is developed. This procedure takes in consideration the loads characterized by limit points as much as that by bifurcation points. Is also presented an experimental test, of a segmental arch made of reinforced concrete, that was conducted with the purpose of studying the global behavior of this type of structure, and verify the efficiency of the computer model used. / [es] El arco segmentado es una extructura compuesta de varios segmentos rectilíneos,enmendados en puntos que pertenecen a una curva en forma de arco que circunscribe la extructura. La intercepción de los puntos de las enmiendas (nodos) con esa curva permite la reducción de los momentos flectores en esos puntos. El arco segmentado presenta algunas ventajas para la industria de premoldados como son: permite la reutilización de las formas para el moldeado de otros tipos de piezas rectilíneas como pilares y vigas; permite la construcción de arcos con cualquier relación entre la flecha y el vano, utilizando las mismas formas, tan solo variando los ángulos entre los segmentos enmendados. En este trabajo, se desarrolla un estudio teórico sobre la estabilidad de los arcos segmentados,utilizando el modelo computacional basado en el método en los elementos finitos. Dentro de este estudio se analiza la influencia de: la relación altura/vano, la variación del número de segmentos, la presencia de imperfecciones iniciales y la acción del viento en el comportamiento global de estes arcos. También se desarrolla un procedimiento para el cálculo de la carga crítica de los arcos segmentados bi y triarticulados que lleva en consideración tanto las cargas caracterizadas por puntos límites como por puntos de bifurcación. Se presentan detalles y resultados de un ensayo experimental de un arco segmentado de concreto armado, cuyo objetivo principal es verificar el comportamiento global de este tipo de extructura y la eficiencia del modelo computacional aqui utilizado.

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La presente investigación presenta la influencia en el comportamiento mecánico de un suelo proveniente del Caserío de Callampampa, Llama, Cajamarca al adicionar caucho triturado. Este suelo es arcilloso de baja plasticidad y sus parámetros físicos fueron determinados con los ensayos, tales como Análisis Granulométrico por medio del Hidrómetro (MTC E 109 -2016) y por Tamizado (MTC E 107 -2016, NTP 339.128) y la determinación del Límite Liquido, Límite Plástico e Índice de Plasticidad (NTP 339.129). El ensayo de Proctor Modificado (NTP 339.141), Corte Directo (NTP 339.171) se realizó como parte de la metodología con el fin de conocer los parámetros mecánicos de las muestras y explicar la influencia que causa el caucho triturado en la resistencia al esfuerzo de corte, la cohesión, ángulo de fricción, etc. Las muestras ensayadas fueron la del suelo natural (S100) y las mezclas con adición de caucho triturado en un 0.5%, 1.5%, 2.5% y 3.5%. Los resultados obtenidos indican que la densidad seca máxima que ofrece la mezcla adicionada con 3.5% de caucho triturado (S100/C3.5) se incrementa en un 1.76%, el contenido de humedad óptimo disminuye en un 5.75%, la resistencia al esfuerzo de corte se incrementa en un 35.2%, la cohesión aumenta en un 64% y el ángulo de fricción disminuye en un 9.1% respecto a la muestra S100. Por otro lado, para el ensayo de CBR (NTP 339.145) se tomó en cuenta los resultados obtenidos en los ensayos de Proctor Modificado para hallar los parámetros del suelo al esfuerzo de penetración y ver la viabilidad como terreno para una subrasante. Los porcentajes fueron 1.5%, 2.5% y 3.5% cuyos resultados son comparados respecto al suelo natural (S100). Los resultados obtenidos a 2mm de penetración con un 95% de M.D.S fue para un S100 de 3.3% y con la mezcla de S100/C3.5 se incrementa a 9.4%. En conclusión, el suelo arcilloso de baja plasticidad mejora sus propiedades mecánicas cuando se le adiciona caucho triturado. / The present investigation presents the influence on the mechanical behavior of a soil from the Caserio de Callampampa, Llama, Cajamarca by adding powder rubber. This soil is low plasticity clay and its physical parameters were determined with the tests, such as Granulometric Analysis by means of the Hydrometer (MTC E 109-2016) and by Screening (MTC E 107-2016, NTP 339.128) and the determination of the Limit Liquid, Plastic Limit and Plasticity Index (NTP 339.129). The Modified Proctor (NTP 339.141) and Shear Box (NTP 339.171) test was performed as part of the methodology in order to know the mechanical parameters of the samples and explain the influence caused by the crushed rubber in the shear strength, cohesion, friction angle, etc. The samples tested were that of natural soil (S100) and mixtures with the addition of crushed rubber at 0.5%, 1.5%, 2.5% and 3.5%. The results obtained indicate that the maximum dry density offered by the S100 / C3.5 mixture is increased by 1.76% with respect to the S100 sample and the optimum moisture content decreases by 5.75%. Likewise, the resistance to shear stress offered by the S100 / C3.5 mixture is increased by 35.2% compared to the S100 sample, cohesion increases by 64% and the friction angle decreases by 9.1%. On the other hand, for the CBR test the results obtained in the Modified Proctor tests will be required to find the parameters of the soil at the shear strength and see the viability as a terrain for a subgrade. The percentages were 1.5%, 2.5% and 3.5% whose results are compared with respect to natural soil. The results obtained from the 2 mm CBR of penetration with 95% of M.D.S was for an S100 of 3.3% and with the mixture of S100 / C3.5 it was increased to 9.4%. In conclusion, the clay floor of low plasticity improves its mechanical properties when crushed rubber is added. / Tesis

La presente investigación alcanza una alternativa de utilizar los muros de suelo reforzado como estribos de puente en la mina Cuajone situado en el departamento de Moquegua, con el objetivo de comprobar si es posible que estas estructuras soporten las altas cargas de los camiones mineros que transitan por los “Haul Road” de la mina. Luego, se desarrolla los procedimientos de diseño estructural del muro MSE con la metodología LRFD según la norma AASHTO. Finalmente, se verifica los resultados que se obtuvieron mediante el modelo y el análisis de los elementos finitos del diseño consolidado en el software PLAXIS y se presentan las conclusiones del caso. En primer lugar, está el capítulo introductorio, que presentar de manera resumida y cualitativa el tema de la tesis y las motivaciones del caso. Se desarrolla el problema planteado y finaliza esta sección con la descripción de los antecedentes históricos de los muros MSE, hipótesis, objetivos y alcances de la presente investigación. Asimismo, se describe de manera extendida los conceptos de los muros MSE, ventajas, desventajas, tipos de sistemas, tipos de refuerzo, tipos de paramentos y sus aplicaciones. Además, se presentan los pasos diseño de los muros como estribo de puente y el procedimiento del análisis sísmico de estos. Finalmente, se describen los conceptos del método de elementos finitos y el análisis del software PLAXIS. En el segundo lugar; se presentan el material y método, considerando el nivel y diseño de investigación, variables y técnicas que se emplearon para poder desarrollar de manera satisfactoria el argumento de la presente tesis. En el tercer lugar, se presentan los resultados de acuerdo a cada objetivo planteado. Al finalizar esta sección, se presentan los desplazamientos de muro MSE como estribo de puente modelado en el software PLAXIS, concluyendo con la afirmación o la negación de la hipótesis. Por último, se presenta las conclusiones, comentarios y recomendaciones de acuerdo al desarrollo y resultados de la presente investigación. / The present investigation achieves an alternative use of the reinforced soil walls as bridge abutments in the Cuajone mine in the department of Moquegua, with the objective that these structures bear the high loads of the mining trucks that transit through the "Haul Road" of the mine. Then, the structural design procedures of the MSE wall are followed with the LRFD methodology according to the AASHTO standard. Finally, the results obtained by means of the model and the analysis of the finite elements of the consolidated design in the PLAXIS software are verified and the conclusions of the case are presented. In the first place, there is the introductory chapter, the summary and qualitative presentation of the topic of the thesis and the motivations of the case. The problem raised and finalized in this section was developed with the description of the historical background of the MSE walls, hypotheses, objectives and scope of the present investigation. In the next chapter, we describe how to extend the concepts of MSE walls, advantages, disadvantages, types of systems, types of reinforcement, types of walls and their applications. In addition, the steps of the walls are presented as bridge abutment and the procedure of the seismic analysis of these. Finally, the concepts of the finite element method and the analysis of the PLAXIS software are described. In the second place; It presents the material and the method, the level and design of the research, the variables and the techniques used to successfully develop the argument of the present thesis. In the third place the results are presented according to each objective. At the end of this section, the displacements of the wall are presented as a work program in the PLAXIS software, concluding with the affirmation or denial of the hypothesis. Finally, the conclusions, comments and recommendations are presented according to the development and results of the present investigation. / Tesis

La presente tesis abarcó las temáticas específicas de los fenómenos de fatiga por tensiones de corte interlaminar, fractura en Modo II, así como una verificación en 3D del modelo material elástico ortotrópico de materiales compuestos laminados que se emplean en palas de aerogeneradores. Se verificó el modelo de comportamiento elástico ortotrópico y la homogeneidad en 3D de una muestra de material obtenida durante la fabricación de una pala. Se observaron diferencias entre los coeficientes simétricos de la matriz de rigidez del material. Los valores de resistencias y constantes elásticas de cupones 2D obtenidos en laboratorio mostraron valores superiores a los de la muestra. Se observaron distintos tipos de defectos en la muestra de la pala. En fatiga por tensiones interlaminares, se hicieron ensayos empleando un dispositivo short-beam shear (SBS) y se compararon dos materiales laminados, uno con y otro sin una lámina de MAT denominada Unifilo. Se construyeron constant-life diagrams parciales, se evaluó el dispositivo de ensayo y la influencia del MAT. El compuesto con Unifilo presentó una menor performance tanto a fatiga SBS como cuasiestática. También se evaluó el efecto de la frecuencia de aplicación de carga en el compuesto sin Unifilo bajo tres niveles de amplitud de tensiones SBS, R=0.1 y frecuencias 1, 3, 6 y 10 Hz. La mayor diferencia entre los valores medios se dio para bajas frecuencias y bajos niveles de tensiones. Sin embargo, esta diferencia fue estadísticamente no significativa. En fractura Modo II, se evaluaron límites de aplicación tanto del ensayo con probetas 4ENF como del método de descargas parciales. Se evaluó el uso de módulos de elasticidad obtenidos de ensayos de flexión y compresión para el cálculo de GIIC. Se obtuvieron valores GIIC de iniciación y curvas R. Se observaron distintos tipos de defectos en el material, a los cuales se les atribuyó la dispersión de los resultados, diferencias en las curvas R, así como diferencias entre los valores obtenidos con las mediciones experimentales de compliance y los valores obtenidos con el modelo clásico de vigas. La diferencia entre emplear cualquiera de los dos módulos elásticos no fue significativa para el material evaluado. Además, se presenta un capítulo especial donde se describe un estudio de propiedades por corte interlaminar empleando el ensayo SBS con cargas cuasiestáticas y de fatiga en materiales laminados metálicos reforzados con fibras (Arall y Glare). Para el Glare se hicieron ensayos cuasiestáticos y de fatiga SBS. Se discutió sobre la diversidad de modos de falla que se presentaron en fatiga y su validez. Fueron presentadas las curvas S-N de fatiga SBS para dos orientaciones principales del material. Para el Arall se obtuvieron los resultados con el dispositivo SBS según ASTM D2344 y con un dispositivo con diámetro de rodillos más pequeño. Se discutieron las limitaciones de los criterios de detención de ensayo que plantea la norma para las probetas estudiadas y el efecto de los nuevos rodillos. Se sugirieron modificaciones a la norma para extender su campo de aplicación. / The present thesis covers specific topics of interlaminar shear stress fatigue, Mode II fracture and a 3D verification of the orthotropic elastic model of laminated composite materials used in wind turbine blades. The orthotropic elastic model and the homogeneity of a material sample obtained during the manufacture of a wind turbine blade were verified in 3D. Differences between the symmetrical coefficients of the material elastic stiffness matrix were observed. The strength values and the elastic constants of the sample were lower than values from 2D coupons obtained in the laboratory. Different types of defects in the material sample of the blade were observed. Regarding to interlaminar shear fatigue, tests using the short-beam shear (SBS) device were performed and two laminated material, one with a MAT layer called Unifilo and another without it, were compared. Partial constant life-time diagrams were built. The test device and the influence of Unifilo were evaluated. The composite with Unifilo presented a lower performance in quasi-static SBS strength and SBS fatigue. The effect of loading frequency was also evaluated in the composite without Unifilo layer. Test were performed at three SBS stress amplitude levels, R = 0.1 and frequencies 1, 3, 6 and 10 Hz. The differences between the mean values were larger at low frequencies and low stress levels. However, these differences were statistically not significant. Tests with 4ENF specimens and unloading compliance method were performed to obtain Mode II fracture toughness and their limits were evaluated. The use of flexural or compressive moduli of elasticity for GIIC estimation was analyzed with the aid of the classical theory of beams. The difference resulted not significant. Initiation GIIC values and R-curves were obtained. Defects of different types were observed in the studied material. The scatter in the results, the differences in the R-curves, as well as the differences between the values obtained with the experimental compliance measurements and the classic beams theory were attributed to these defects. In addition, a special chapter describing a study of interlaminar shear stress properties using the SBS test with quasi-static and fatigue loads in fiber reinforced metal laminates (Arall and Glare) was included. Quasi-static and SBS fatigue tests were performed in Glare. Various failure modes were observed in SBS fatigue tests and their validities were discussed. The S-N curves for SBS fatigue at two main material orientations were presented. For Arall, results with the SBS device according to ASTM D2344 and with a device with reduced roller diameters were performed. The limitations of the criteria for test stopping according to the standard and the effect of the new roller diameters were discussed. Modifications to the standard to extend its scope were suggested.