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.

[pt] Modelos de bielas e tirantes são, em última análise, representações discretas dos campos de tensão nos elementos estruturais de concreto armado próximos da ruptura e visam possibilitar um projeto consistente de todos os elementos estruturais. Este trabalho tem como objetivo desenvolver um programa de otimização topológica que gere e permita a visualização de um modelo de bielas e tirantes para elementos estruturais de concreto armado. O modelo gerado auxilia o engenheiro de projetos na compreensão dos caminhos de forças. Inicialmente o usuário deve ter como dado de entrada uma malha refinada em elementos finitos. A partir daí o programa calcula as tensões através da análise elástica por elementos finitos. As técnicas de otimização topológica usadas neste trabalho foram a do método da flexibilização súbita ( hard- kill method ) e a do método da remoção. No primeiro processo, os elementos com tensões baixas, que estão sendo usados ineficientemente têm seus módulos de elasticidade bruscamente reduzidos, enquanto que no método da remoção, estes elementos são retirados da malha. Tanto para modificar o módulo de elasticidade do elemento, quanto para retirar o elemento da malha, as tensões principais nos elementos são comparadas com uma tensão de referência definida como uma fração da maior tensão principal na malha. Caso essa tensão principal no elemento seja menor que a referida tensão de referência o elemento tem seu módulo de elasticidade modificado ou é eliminado conforme o método. A distribuição de tensão nos elementos é acompanhada pelo usuário através do módulo de visualização do programa e o processo de otimização topológica é repetido até que o critério de convergência imposto seja alcançado. / [en] Strut and tie models are ultimately discrete representations of the stress fields in the structural elements of reinforced concrete close to failure and they are meant to help the engineer to design a consistent project of all structural elements. This work aims to develop a program of topological optimisation that generates and allows the visualisation of a strut and tie model for structural elements of reinforced concrete. The generated model helps the project engineer to understand the load paths inside the element. Initially the user should have as data a refined finite element mesh. Starting from this point the program calculates the stress fields through a linear elastic finite element analysis. The techniques used for topological optimisation in this work are namely the hard-kill method and the method of removal. In the first process, the elements with low stress levels, that are not being used efficiently, have their elasticity modules abruptly reduced, while in the method of removal, these elements are removed from the mesh. Either to modify the elasticity module of the element or to remove the element from the mesh the principal stresses in each element are compared with a reference stress defined as a fraction of the largest principal stress in the mesh. If the principal stress in the element is smaller than this above mentioned reference stress the element has its elasticity module modified or is removed, depending on the method. The distribution of stresses in the elements can be followed by the user through the module of visualisation of the program and the process of topological optimisation is repeated until the specified convergence criterion is reached. / [es] Modelos de bielas y tirantes son, en último análisis, representaciones discretas de los campos de tensión de los elementos extructurales de concreto armado próximos a la ruptura. Su objetivo principal es ejecutar un proyecto que incluya todos los elementos extructurales. Este trabajo tiene como objetivo desarrollar un programa de optimización topológica que genere y permita la visualización de un modelo de bielas y tirantes para elementos extructurales de concreto armado. El modelo generado auxilia al ingeniero de proyectos en la comprensión de los caminos de fuerzas. Inicialmente el usuario debe tener como dato de entrada una malla refinada de elementos finitos. Así, el programa calcula las tensiones a través del análisis elástica por elementos finitos. Las técnicas de optimización topológica usadas en este trabajo fueron el método de la flexibilización súbita ( hard- kill method ) y el método de la remoción. En el primer proceso, los elementos con tensiones bajas, que están siendo utilizados ineficientemente tienen sus módulos de elasticidad bruscamente reducidos, mientras que en el método de la remoción, estos elementos son retirados de la malla. Tanto para modificar el módulo de elasticidad, cuanto para retirar el elemento de la malla, las tensiones principales en los elementos se comparan con una tensión de referencia definida como una fracción de la mayor tensión principal en la malla. En el caso en que esa tensión principal en el elemento sea menor que la tensión de referencia, el elemento tiene su módulo de elasticidad modificado o es eliminado conforme el método. El usuario acompaña la distribuición de tensión en los elementos a través del módulo de visualización del programa y el proceso de optimización topológica se repite hasta alcanzar el criterio de convergencia impuesto.

The strain capacity of structures depends on the plastic hinge behaviour. There are different proposals in the scientific literature in order to improve this behaviour in reinforced concrete structures such as the following ones: proposals include the use of fiber reinforced concrete, very high performance concrete or replacing in the critical structure zone, the steel reinforcement with shape memory alloy and superelasticity bars (from this point forward SMA), among other solutions. However, the strain capacity of hinges is dependent on the compressed reinforcement buckling, which means a drastic diminishing in the bearing capacity and ductility. This phenomenon happens due to the cover spalling or degradation, or due to an insufficient transverse reinforcement arrangement. The design codes propose requirements related to the diameter of longitudinal bars and to the transverse reinforcement separation to assure the bearing capacity or to assure the hinge rotation without the compressed reinforcements buckle. Nevertheless, the aforementioned requirements are not valid in compressed elements made of new materials (fiber reinforced concrete, very high performance concrete or SMA bars). This doctoral thesis analyzes the compressed steel or NiTi - SMA bars behaviour in elements made of conventional, high strength or very high performance concrete, with or without fibres. Therefore, an experimental research has been carried out to study the local instability of the compressed bars (steel and NITI) in concrete elements. 32 columns subject to a bending-compression load have been analyzed. An analytic model has been proposed to analyze the buckling critical stress and length in the compressed bars in concrete elements. This model has been calibrated based on experimental tests. It has been performed an experimental and numerical research to analyze the behaviour of the NITI bars as isolated bars. It has been proposed an analytic model to calculate the relationship stress-strain of the compressed bars that includes the buckling effect. This model has been verified by both experimental and numerical results. Finally, it has been proposed an expression to calculate the maximum separation of the transverse reinforcement according to the required limited stress, for both steel and SMA bars. In order to define that stress, two criteria have been proposed: one of them is based on stresses and the other one on strains. With respect to the concrete without fibres case, the proposed expression has been compared with the current code. / La capacidad de deformación de las estructuras depende del comportamiento de las rótulas plásticas. Para mejorar dicho comportamiento en estructuras de hormigón armado, en la literatura técnica se propone utilizar hormigón con fibras de acero en su masa, hormigón de muy altas prestaciones o sustituir en la zona crítica de la estructura las armaduras de acero por barras de aleación con memoria de forma y superelasticidad (en adelante SMA) entre otras soluciones. Sin embargo, la capacidad de deformación de las rótulas está condicionada por el pandeo de la armadura comprimida, lo que supone una disminución drástica de la capacidad resistente y de la ductilidad. Este fenómeno se produce porque el recubrimiento del hormigón salta o se degrada, o por una insuficiente disposición de armadura transversal. En las normativas de diseño se proponen requisitos acerca del diámetro y de la separación de la armadura transversal para asegurar la capacidad resistente o la deformación de la rótula sin que las armaduras comprimidas pandeen. Sin embargo, dichas expresiones no son válidas en elementos comprimidos fabricados con nuevos materiales (hormigón con fibras en su masa, hormigones de muy altas prestaciones o barras de SMA). En esta tesis doctoral se analiza el comportamiento de barras comprimidas, de acero o de SMA en base NiTi, en elementos fabricados con hormigones convencionales, de alta resistencia o de muy altas prestaciones, con o sin fibras en su masa. A tal efecto, se ha ejecutado un programa experimental para estudiar la inestabilidad local de las barras comprimidas (acero y NiTi) en elementos de hormigón. Se han analizado un total de 32 soportes sometidos a una solicitación de flexo-compresión. Se ha propuesto un modelo analítico para determinar la tensión y la longitud crítica de pandeo de barras comprimidas en elementos de hormigón. Este modelo ha sido calibrado con los ensayos experimentales. Se ha realizado un estudio experimental y numérico para analizar el comportamiento de las barras de NiTi como barras aisladas. Se ha propuesto un modelo analítico para calcular la relación tensión - deformación de barras comprimidas que incluye el efecto del pandeo. Este modelo ha sido verificado tanto con los resultados experimentales como numéricos. Finalmente, se ha propuesto una expresión para el cálculo de la separación máxima de la armadura transversal en función de la tensión límite requerida, tanto para barras de acero como de SMA. Para la definición de dicha tensión se proponen dos criterios: uno basado en tensiones y otro en deformaciones. En el caso de hormigón sin fibras, la expresión propuesta se ha comparado con la normativa actual. / La capacitat de deformació de les estructures depén del comportament de les ròtules plàstiques. Per a millorar dit comportament en estructures de formigó armat, en la literatura tècnica es proposa utilitzar formigó amb fibres d'acer en la seua massa, formigó de molt altes prestacions o substituir en la zona crítica de l'estructura les armadures d'acer per barres d'aliatge amb memòria de forma i superelasticitat (d'ara endavant SMA) entre d'altres solucions. No obstant això, la capacitat de deformació de les ròtules està condicionada pel vinclament de l'armadura comprimida, la qual cosa suposa una disminució dràstica de la capacitat resistent i de la ductilitat. Este fenomen es produeix perquè el recobriment del formigó salta o es degrada, o per una insuficient disposició de l'armadura transversal. En les normatives de disseny es proposen requisits quant al diàmetre i a la separació de l'armadura transversal per assegurar la capacitat resistent o la deformació de la ròtula sense que les armadures comprimides vinclen. No obstant això, estes expressions no son vàlides en elements comprimits fabricats amb nous materiales (formigó amb fibres en la seua massa, formigons de molt altes prestacions o barres de SMA). En esta tesis doctoral s'analitza el comportament de barres comprimides, d'acer o de SMA compost per NiTi, en elements fabricats amb formigons convencionals, d'alta resistència o de molt altes prestacions, amb o sense fibres en la seua massa. A tal efecte, s'ha executat un programa experimental per estudiar la inestabilitat local de les barres comprimides (acer i NiTi) en elements de formigó. S'han analitzat un total de 32 soports somesos a una solicitació de flexo-compressió. S'ha proposat un model analític per determinar la tensió i longitud crítica de vinclament de barres comprimides en elements de formigó. Este model ha sigut calibrat amb els assajos experimentals. S'ha realitzat un estudi experimental i numéric per analitzar el comportament de les barres de NiTi com barres aïllades. S'ha proposat un model analític per calcular la relació tensió-deformació de barres comprimides que inclou l'efecte del vinclament. Este model ha sigut verificat tant amb els resultats experimentals com numérics. Finalment, s'ha proposat una expressió per al càlcul de la separació màxima de l'armadura transversal en funció de la tensió límit requerida., tant per a barres d'acer com de SMA. Per a la definició de dita tensió es proposen dos criteris: uno basat en tensions i l'altre en deformacions. En el cas del formigó amb fibres, l'expressió proposada s'ha comparat amb la normativa actual. / Pereiro Barceló, J. (2017). INESTABILIDAD DE BARRAS COMPRIMIDAS DE ACERO Y DE SMA EN ELEMENTOS DE HORMIGÓN FABRICADOS CON NUEVOS MATERIALES. RECOMENDACIONES DE DISEÑO [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/90650 / TESIS

La presente tesis busca analizar y comparar los dos sistemas de muro de contención más importantes en el Perú: muros de gaviones y muros de suelo reforzado con el sistema terramesh. Para esto, se tomará el proyecto de mejoramiento de la carretera Choropampa-Cospán en la región de Cajamarca, donde se presentan tres tramos críticos debido a los constantes derrumbes y a la inestabilidad de taludes en dichas zonas ocasionado por las pendientes muy pronunciadas que se generarían si no se utilizase muros de contención. Para el diseño de muros de gaviones se utilizó la metodología ASD (Allowable Stress Design), el cual trabaja con un diseño por esfuerzos permisibles y utiliza un único factor de seguridad global; para ello se utilizó el programa Gawacwin. Para el diseño de los muros de suelo reforzado, se utilizó la metodología LRFD (Load And Resistance Factor Design). El cual trabaja con un diseño por la resistencia requerida y utiliza un factor de seguridad para la carga y otro factor de seguridad para la resistencia; para ello se utilizó el programa MSEW. Una vez diseñados ambos sistemas de muro de contención, se procedió a realizar un análisis comparativo técnico, en el cual se revisaron las características más importantes de cada sistema a la hora de la ejecución; y un análisis comparativo económico, en el cual se procedió a realizar un presupuesto referencial de cada uno de los sistemas tomando en cuenta los materiales a utilizar, la mano de obra, el movimiento de tierra y las actividades específicas a realizarse. Una vez obtenido los resultados correspondientes, se extrajo ratios comparativos que nos permitan obtener los costos por metro cuadrado de cada sistema y los costos por metro de altura. Al final de la investigación se concluye que los muros de suelo reforzado son más económicos para alturas mayores a cuatro metros, dando como resultado que en los tramos uno y dos se recomienden usar muros de gaviones, mientras que en el tramo tres se opte por un muro de suelo reforzado. / This thesis analyzes and compares the two most common retaining wall systems in Peru: gabion walls and reinforced soil walls with Terramesh system. For this comparison, the project “improvement of the Choropampa-Cospán road in the region of Cajamarca” was chosen, where there are three critical sections with problems of constant landslides and slope instability caused by slopes very pronounced that would be generated if no retaining walls were used. The design of gabion walls is done with ASD methodology (Allowable Stress Design), which works with allowable stress design and uses a single global safety factor; the Gawacwin program was used to do that design. The design of reinforced soil walls uses LRFD (Load and Resistance Factor Design) methodology, which works with a design by the required strength and uses a safety factor for loading and another safety factor for resistance; for this the MSEW program was used. Once both systems are designed, we proceeded to perform a technical comparative analysis with the most important features of each system at construction; and an economic comparative analysis using reference budget for each system, where we calculated the cost of the materials used, workers, earthwork and specific activities to be carried out. Once obtained the results, we look for comparative ratios that allow us to get the cost per square meter of each system and the cost per square meter of each height. At the end of the investigation we concluded that the walls of reinforced soil are more economical for heights over four meters, so in the sections one and two are recommended using gabion walls, while in the section three are recommended the construction of reinforced soil retaining wall. / Tesis

El desarrollo tecnológico del sector construcción ha permitido incursionar en nuevas técnicas de procesos constructivos, implementación de nuevos productos, y el desarrollo de nuevas tendencias en la industria de la construcción. Actualmente, una de las prioridades de esta industria es el desarrollo social, pero con visión y conceptos de preservación del medio ambiente. En ese sentido, la presente investigación busca mejorar la resistencia mecánica de los muros portantes de las viviendas informales de Lima Este, mediante la implementación de un nuevo producto con mejor desempeño mecánico, sobre todo con uso de materiales reciclados y amigable con el ambiente. Desde muchos años, Lima ha pasado por varias crisis de migraciones, los cuáles han dejado al descubierto la falta de planificación urbanística para brindar espacios seguros y sobre todo ha dado paso al sector informal de la construcción. Sumado a ello la falta de asesoramiento profesional se obtiene un panorama poco favorable al bienestar y seguridad de las familias frente a desastres naturales. La fibra de coco, la ceniza de cáscara de arroz y el uso de concretos reciclados como agregados, prometen un mejor desempeño de los muros portantes en el sentido de soportar mejor las cargas muertas y vivas de una vivienda; asimismo, un mejor desarrollo ante esfuerzos de corte. La metodología de esta investigación se basa en la evaluación y diseño de mezclas, para identificar los porcentajes de reemplazos óptimos y sus respectivos parámetros de diseño, de manera que se cumplan con el marco normativo. / The technological development of the construction sector has allowed us to venture into new techniques of construction processes, implementation of new products, and the development of new trends in the construction industry. Currently, one of the priorities of this industry is social development, but with a vision and concepts of environmental preservation. In this sense, the present research seeks to improve the mechanical resistance of the bearing walls of informal homes in East Lima, by implementing a new product with better mechanical performance, especially with the use of recycled materials and friendly with the environment. For many years, Lima has gone through several migration crises, which have increased the lack of urban planning to provide safe spaces and, above all, it has given way to the informal construction sector. In addition to the lack of professional advice, an unfavorable picture is obtained of the well-being and safety of families in the face of natural disasters. Coconut fiber, rice husk ash and the use of recycled concrete as aggregates, promise better performance of load-bearing walls in the sense of better supporting the dead and live loads of a home; likewise, a better development before tensile stresses. The methodology of this research is based on the evaluation and design of mixtures, to identify the percentages of optimal replacements and their respective design parameters, so that they comply with the regulatory framework. / Tesis

[pt] As principais recomendações para o dimensionamento de vigas-parede, como o ACI 318-95, o CEB-FIP, a Norma Canadense CAN-A23.3-M84 e o Guia 2 da CIRIA, apresentam métodos de cálculo que não cobrem satisfatoriamente o projeto de tais vigas. Outras normas, ainda, não trazem nenhuma indicação especial de dimensionamento. A própria Norma Brasileira, a NBR 6118, por exemplo, declara apenas que vigas desse tipo devem ser calculadas como chapas no regime elástico. O Código Britânico corrente BS 8110 explicitamente comenta que “para o projeto de vigas-parede, referência deve ser feita à literatura especializada”. Por razões como as citadas acima, a obtenção de um método racional, baseado em um claro mecanismo de ruptura e que leve em conta os principais parâmetros que influenciam a resistência última das vigas-parede tem sido o objetivo de vários pesquisadores de todo o mundo nas duas últimas décadas. Neste trabalho são apresentados, comentados e analisados vários métodos de dimensionamento de vigas-parede biapoiadas de concreto armado. Os métodos de cálculo são aplicados ao total de trinta e sete vigas ensaiadas no Laboratório de Estruturas e Materiais (L.E.M) da PUC-Rio, desde 1979, e a algumas vigas descritas na literatura, visando a obtenção de um método que gere resultados de carga última os mais próximos possíveis dos obtidos experimentalmente, e tendo como objetivo futuro a obtenção de recomendações que possam ser propostas para a Norma Brasileira.Os ensaios das trinta e sete vigas, no total, referenciadas acima, fazem parte de pesquisas teórico-experimentais realizadas na PUC-Rio por Guimarães (1980), Vasconcelos (1982) e Velasco (1984), sob a orientação do Prof. K. Ghavami. Várias conclusões foram obtidas em cada uma dessas dissertações de mestrado, separadamente, mas nenhum estudo havia sido feito no sentido de comparar os resultados encontrados. O presente trabalho também tem como objetivo obter informações comparativas relacionadas às 37 vigas citadas, com o respaldo da literatura atualizada. / [en] The major codes that contain recommendations and discussions concerning the design of deep beams, including the ACI Building Code 318-95, the Canadian Code CAN-A23.3- M84, the CEB-FIP Model Code and the CIRIA Guide 2, present design methods that do not cover adequately the dimensioning of this type of beams. Nevertheless, some other codes don’t give any special recommendation. The Brazilian Code (NBR 6118), for instance, just explains that this type of beams should be calculated as a plate in elastic range. Another example is the current British Code BS 8110, which explicitly states that “for design of deep beams, reference should be made to specialist literature”. Because of reasons as those mentioned above, obtaining a rational method not only based on a clear mechanism of failure but taking into account the main parameters that have influence on the ultimate strength of deep beams, has been the purpose of several researchers in the whole world in the last two decades. In this work, some methods for the design of simply supported reinforced concrete deep beams are presented, examined and commented upon. These methods are applied to a total of 37 beams tested in the Laboratory of Structures and Materials (L.E.M) of PUC-Rio, since 1979, and to some beams reported in the literature, in order to yield a method which can predict results of ultimate load closer to those ones obtained experimentally. The future aim is to achieve recommendations that could be proposed to the Brazilian Code. The tests of the 37 beams just referred are included in theoretical-experimental research done by Guimarães (1980), Vasconcelos (1982) and Velasco (1984), which took place in PUC-Rio, orientated by Professor Khosrow Ghavami. Several concluding remarks were obtained in each Master Thesis, apart from one another, but there wasn’t any work that compared these results. The present work is also intended to provide some comparative information regarding the 37 deep beams mentioned above, with the support given by the current literature. / [es] Las principales recomendaciones para el dimensionamiento de vigas- parede, como el ACI 318-95, el CEB-FIP, la Norma Canadiense CAN-A23.3-M84 y la Guía 2 de la CIRIA, presentan métodos de cálculo que no cubren satisfactoriamente el proyecto de tales vigas. Otras normas no ofrecen ninguna indicación especial de dimensionamiento. La própria Norma Brasileira, la NBR 6118, por ejemplo, declara solamente que vigas de ese tipo deben ser calculadas como chapas en el régimen elástico. El Código Británico actual BS 8110 explicitamente comenta que para

El concepto moderno de la técnica de suelo reforzado data de inicios de la década de los 60. En el tiempo en que esta práctica viene siendo empleada y estudiada, ha gozado de gran popularidad debido a sus relativos bajos costos en comparación con sistemas tradicionales equivalentes, el grado de fiabilidad del sistema, su aspecto y su diversidad arquitectónicos. En el año 2001, la Federal Highway Administration de Estados Unidos desarrolló el manual de diseño y construcción de muros TEM, actualmente FHWA-NHI-10-024 y FHWA-NHI-10-25, los cuales brindan instrucciones y recomendaciones para el diseño y construcción de estas estructuras, basados en las instrucciones de la norma AASHTO LRFD. Estas fuentes incluyen una serie de supuestos, entre los cuales se encuentra el asumir la base del muro como una cimentación equivalente. La norma AASHTO LRFD lo establece de la siguiente manera: “(…) se deberá asumir una cimentación equivalente cuya longitud sea la longitud del muro y cuyo ancho sea la longitud de la cinta de refuerzo al nivel de la fundación. Las presiones a soportar deberán ser modeladas empleando una distribución uniforme de carga en la base, aplicado en un ancho efectivo (B’= L-2e)”. AASHTO LRFD (2010). La presente investigación pretende analizar el modo como se realiza la transferencia de esfuerzos al suelo de fundación de un muro de suelo reforzado con el fin de verificar en que modo dicho supuesto es técnicamente correcto, así como analizar la posibilidad de reducir la extensión del refuerzo empleado por medio de una optimización del cálculo a través de un modelo más cercano a la realidad. Para ello, se pretende realizar un Análisis por Elementos Finitos empleando un Modelo Constitutivo que incorpore al modelo el comportamiento no-lineal del suelo, tanto para el material de relleno como para el suelo de fundación. / The modern concept of the reinforced earth technique dates to the early 1960s. In the time this practice has been used and studied, it has enjoyed great popularity due to its relatively low costs compared to equivalent traditional systems, the degree of reliability of the system, its architectural appearance and diversity. In 2001, the United States Federal Highway Administration developed the MSE wall design and construction manual, currently FHWA-NHI-10-024 and FHWA-NHI-10-25, which provide instructions and recommendations for the design and construction of these structures, based on the instructions of the AASHTO LRFD standard. These sources include a series of assumptions, among which is the assumption of the base of the wall as an equivalent foundation. The AASHTO LRFD standard states it as follows: “(…) An equivalent footing shall be assumed whose length is the length of the wall, and whose width is the length of the reinforcement strip at the foundation level. Bearing pressures shall be computed using a uniform base pressure distribution over an effective width (B ’= L-2e)”. AASHTO LRFD (2010). The present research aims to analyze the way in which stresses are transferred to the foundation soil of a reinforced soil wall to verify in which way that assumption is technically correct. As well as to analyze the possibility of reducing the extension of the reinforcement used, by means of an optimization of the calculation through a model closer to reality. To do this, it is intended to carry out a Finite Element Analysis using a Constitutive Model that incorporates the non-linear behavior of the soil into the model, both for the filling material and for the foundation soil. / Tesis

En la actualidad, se puede observar situaciones en las que el terreno sufre constantes cambios debido a factores climáticos, geológicos, sísmicos, y demás fenómenos naturales, provocando movimientos que ocasionan la falla del talud. Por lo cual, cada proyecto de ingeniería debe tener como objetivo principal velar por la integridad del usuario final, interviniendo de manera adecuada en un diseño óptimo para cada situación, ya que esto depende de las características, condiciones y necesidades propias de cada proyecto, no dejando de lado la logística, aérea o terrestre, necesaria. El proyecto de ingeniería en el cual se enfoca la tesis es la “Rehabilitación Integral del Ferrocarril Huancayo Huancavelica”, donde el tramo de estudio elegido es entre las estaciones Mariscal Cáceres y Acoria. Este tramo analizado presenta socavación y deslizamientos o flujos que incrementan paulatinamente debido a las vibraciones ocasionadas por el paso del tren, por agentes naturales y climáticos. También, se evidencia la ausencia de estructuras de soporte y la falta de mantenimiento constante en las progresivas km 86+154 al km 86+208. Este problema puede traer consigo la falta de acceso de pasajeros y/o transporte de mercancías y mineral, a los pueblos que une la línea ferroviaria. Frente a la problemática en mención, existen varias opciones de reforzamiento estructural para el mejoramiento de la capacidad portante del suelo e incluso desde una visión más general existen diferentes tipos de muros de contención. Por ende, una solución óptima frente a nuestra problemática es el uso de suelos reforzados con paramento de gavión como estructura de soporte y protección. El diseño de muro de suelo reforzado para el tramo estudiado se realizó considerando la teoría de equilibrio límite de la metodología de “Diseño por Esfuerzos Admisibles” (ASD - Allowable Stress Design) basada en las recomendaciones de la guía FHWA-NHI-00-043 y las consideraciones en el método de diseño de la “American Association of State Highway and Transportation Officials” (AASHTO). La metodología ASD consiste en evaluar la estabilidad externa e interna en todos los esfuerzos límites de resistencia, mientras que la estabilidad global y el desplazamiento vertical u horizontal se evalúan en los estados límites de servicio. Para el análisis de la estabilidad del muro se utilizó los softwares SLIDE (equilibrio límite) y PLAXIS (elementos finitos), en el cual se concluye que el diseño propuesto de muro de suelo reforzado para la estructura ferroviaria en el tramo estudiado es estable, ya que los valores de los Factores de Seguridad (F.S.) superan los valores mínimos y el desplazamiento horizontal no supera al valor máximo permitido recomendado por la Federal Highway Administration en la publicación FHWA-NHI-00-043. / At present, situations can be observed in which the terrain undergoes constant changes due to climatic, geological, seismic factor s, and other natural phenomena, causing movements that cause the slope to fail. Therefore, each engineering project must have as its main objective to ensure the integrity of the end user, intervening appropriately in an optimal design for each situation, since this depends on the characteristics, conditions, and needs of each project, without leaving aside the necessary air or ground logistics. The engineering project on which the thesis is focused is the "Integral Rehabilitation of the Huancayo Huancavelica Railway", where the section of study chosen is between the Mariscal Cáceres and Acoria stations. This section analyzed presents landslides or debris flow that gradually increase due to the vibrations caused by the passage of the train; furthermore, there is evidence of the absence of support structures and the lack of maintenance in the progressive km 86+154 to km 86+208. This problem brings with it the lack of access for passengers and/or transport of merchandise and minerals, to the towns that the railway line connects. Faced with the problem in question, there are several options for structural reinforcement to improve the bearing capacity of the soil and even from a more general view there are different types of retaining walls. Therefore, an optimal solution to our problem is the use of reinforced soil as a support structure. The design of the reinforced soil wall for the section studied was carried out considering the theory of limit equilibrium of the methodology of "Design by Allowable Stress Design" (ASD - Allowable Stress Design) based on the recommendations of the guide FHWA-NHI- 00-043 and the considerations in the American Association of State Highway and Transportation Officials (AASHTO) design method. The ASD methodology consists of evaluating the external and internal stability in all the resistance limit stresses, while the global stability and the vertical or horizontal displacement are evaluated in the service limit states. For the analysis of the stability of the wall, the software SLIDE (limit equilibrium) and PLAXIS (finite elements) were used, in which it is concluded that the proposed design of reinforced soil wall for the railway structure in the studied section is stable since the values ​​of the Safety Factors (FS) exceed the minimum values ​​and the horizontal displacement does not exceed the maximum allowed value recommended by the Federal Highway Administration in publication FHWA-NHI-00-043. / Tesis

Es muy probable que hoy en día cualquier objeto que esté a nuestro alrededor haya estado en algún momento de su vida en el interior de un camión de carga, ya que estos son indispensables para el transporte de cualquier tipo de elemento. Desde alimentos, prendas de vestir, muebles, materiales de construcción, hasta maquinaria pesada es transportada por estos vehículos pesados. Por este motivo son considerados parte esencial de la economía mundial, pero al ser sometidos a grandes cargas, estos producen una gran contaminación ambiental, debido al combustible que utilizan. La presente investigación tuvo como objetivo disminuir el consumo de combustible del camión mediante la implementación del material compuesto PRFV (Plástico Reforzado con Fibra de Vidrio) como material principal en el chasis en vez de los aceros comúnmente utilizados en su manufactura. La metodología utilizada inició con el dimensionamiento del chasis y se evaluó las propiedades mecánicas del PRFV, para después proceder a la simulación estáticofrecuencial del chasis; los resultados de la simulación fueron comparados con respecto al acero AISI 4135 para finalmente proceder con el cálculo del consumo de combustible del camión con el nuevo material. Con el cambio de material se logró disminuir el peso del camión en 536 Kg, generando así un ahorro de 438.4 L en el uso de combustible, lo cual da un ahorro económico de S/1995.31. / Its most likely nowadays that any object around us has been at some moment in its life inside a cargo truck, since these are indispensable for the transportation of any type of element. From food, clothing, furniture, construction materials, to heavy machinery is transported by these heavy vehicles. For this reason, they are considered an essential part of the world economy, but when subjected to heavy loads, they produce a great amount of environmental pollution, due to the fuel they use. The objective of this research is to reduce the fuel consumption of the truck by implementing GFRP (Glass Fiber Reinforced Plastic) as the main material in the chassisinstead of the Steel commo nly used in its manufacture. The methodology used started with the sizing of the chassis and the mechanical properties of the GFRP were evaluated and then proceeded to the static-frequency simulation of the chassis, the results of the simulations were compared with the Steel alloy AISI 4135, to finally proceed to calculate the fuel consumption of the truck with the new material. By changing the material, the weight of the truck was reduced by 536Kg, which generate a saving of 438.4 L in fuel consumption, resulting in a economic saving of S/.1995,31.