http://www.dspace.espol.edu.ec/handle/123456789/50561 Maestría en Ingeniería Civil 2026-05-06T02:47:37Z http://www.dspace.espol.edu.ec/handle/123456789/65879 Análisis paramétrico y optimización del comportamiento estructural de columnas reforzadas con Shape Memory Alloys (SMA) Tello Ayala, Ken Francisco; Sudario Suarez, Johan Alberto; García, Natividad, Director Shear reinforcement is of utmost importance in structural elements such as columns, as it helps prevent brittle failures that could compromise the structural integrity of buildings, especially in seismic zones where such failures are more common. Currently, commonly used techniques are invasive and difficult to apply, requiring the building to be taken out of service during the reinforcement process. However, innovative techniques, such as reinforcement with iron-based shape memory alloys (Fe-SMA), are being researched. These offer significant advantages, such as generating precompression without external loads, greater resistance to dynamic loads, durability, ductility, corrosion protection, and lower implementation costs. In this project, the influence of prestress variation and the number of reinforcement bars was analyzed to determine the structural performance of columns reinforced with FeSMA. A parametric analysis was performed using finite element models, which were calibrated with experimental results. The application of reinforcement through heat-activated prestress resulted in significant improvements in shear performance, achieving higher peak loads, controlling cracking, preventing brittle failures, and contributing to the resilience of buildings. In summary, it was demonstrated that Fe-SMAs are a promising technique for reinforcing shear-critical concrete elements, thanks to their self-prestressing effect, which significantly enhances load capacity and allows for non-destructive reinforcement with excellent structural performance, extending the building's service life. Keywords: Fe-SMA, Shear Reinforcement, Numerical Modeling, Parametric Analysis El reforzamiento a corte es de suma importancia en elementos estructurales como columnas, ya que permite prevenir fallas frágiles que podrían comprometer la integridad estructural de las edificaciones. Especialmente en zonas sísmicas donde este tipo de fallas se incrementan. Actualmente, las técnicas comúnmente utilizadas son invasivas y difíciles de aplicar, donde se requiere la inhabilitación de la edificación durante el proceso de reforzamiento. Sin embargo, hoy en día se están investigando técnicas innovadoras como el reforzamiento con materiales con memoria de forma basadas en hierro (Fe-SMA), que ofrece ventajas significativas, como la generación de precompresión sin cargas externas, mayor resistencia a cargas dinámicas, durabilidad, ductilidad, protección ante la corrosión y menores costos de implementación. En el presente proyecto se analizó la influencia de la variación del presfuerzo y la cantidad de barras de reforzamiento con el fin de determinar el desempeño estructural de columnas reforzadas con Fe SMA. Se empleó un análisis paramétrico mediante modelos numéricos de elementos finitos que fueron calibrados con resultados experimentales. La aplicación de reforzamiento mediante presfuerzo activado por calor permitió obtener significativas mejoras en el desempeño estructural a corte, alcanzando cargas máximas mayores, controlando la fisuración, formación de fallas frágiles y contribuyendo a la resiliencia de las edificaciones. En síntesis, se demostró que las Fe-SMAs son una técnica prometedora para reforzar elementos de concretos críticos en corte, gracias a su efecto de autopresfuerzo, que mejora significativamente la capacidad de carga, y permite realizar reforzamientos no destructivos con excelentes desempeños estructurales y prolongando la vida útil de la edificación. 2025-02-03T00:00:00Z http://www.dspace.espol.edu.ec/handle/123456789/65878 Análisis paramétrico del puente Norton de Londres el fortalecimiento de la metodología de monitoreo de salud estructural. Burgos Anzules, Luis Nicolás; García Troncoso, Natividad, Director Currently many civil works are at the end of their useful life due to prolonged use or lack of maintenance; in order to improve the praxis of resource management and maintenance this report seeks to establish a comprehensive numerical modeling of a bridge in London so that its behavior is predictable, and it is possible to simulate its response to various events. The resources that were used for the present project were mainly a finite element analysis software and the data provided by those who monitor the bridge, taking into consideration patterns and calculation values in the European and English standards. The use of the software allowed the realization of a model that can be used to show the parameters that are expected to influence during the useful life of the bridge itself, mentioning local instability, masses, inertias, initial and boundary conditions, among others. The simulation performed with the finite element model based on the delivered measurements can be considered satisfactory to continue a parameterization process. Keywords: Parameterization, finite element, simulate, structural health Actualmente muchas obras civiles se encuentran al final de su vida útil debido al prolongado utilizo o falta de mantenimiento, con el fin de mejorar las praxis de manejo de recursos y mantenimiento el presente informe busca establecer un modelado numérico exhaustivo de un puente en Londres para que su comportamiento sea predecible y sea posible la simulación de su respuesta ante varios eventos. Los recursos que fueron utilizados para el presente proyecto fueron principalmente un software de análisis de elementos finitos y los datos proporcionados por los que realizan el monitoreo del puente, tomando en consideración patrones y valores de cálculo en la normativa europea e inglesa. El utilizo del software permitió la realización de un modelo que puede ser utilizado para evidenciar los parámetros que se esperan puedan influir durante la vida útil del puente mismo, mencionando instabilidad local, masas, inercias y condiciones iniciales y de frontera, entre otros. La simulación realizada con el modelo en elementos finitos en base a las mediciones entregadas puede ser considerado satisfactorio para continuar un proceso de parametrización. 2025-02-03T00:00:00Z http://www.dspace.espol.edu.ec/handle/123456789/65877 Análisis de sensibilidad de parámetros normativos locales e internacionales en el desempeño sísmico: Optimización de estrategias de reforzamiento en una edificación de cinco pisos ubicado en el Cantón Guayaquil, Provincia del Guayas – Ecuador. Uvidia Leguísamo, Marcelo Geovanny; Sadaka Álvarez, Josue Abraham; Carofilis Gallo, Wilson Wladimir, Director This project analyzes the sensitivity of seismic regulatory parameters used in the structural performance of a reinforced concrete moment-resisting frame located in Guayaquil, Ecuador. The NEC-15, E.30-18, ASCE-22, and NTC-18 standards are compared through a sensitivity analysis applied to the structural model developed in ETABS, identifying the parameters that most influence the seismic response. Finally, optimized reinforcement strategies are proposed to improve the structural safety of the studied structure. Keywords: Sensitivity, Frame, Reinforcement, ETABS. Este proyecto analiza la sensibilidad de parámetros normativos sísmicos utilizados en desempeño estructural de una estructura con pórticos resistentes a momento de hormigón armado ubicada en Guayaquil - Ecuador. Se comparan las normativas NEC15, E.30-18, ASCE-22 y la NTC-18 mediante un análisis de sensibilidad aplicada al modelado estructural desarrollado en ETABS identificando los parámetros que más influyen en la respuesta sísmica. Finalmente se proponen estrategias de reforzamiento optimizadas para mejorar la seguridad estructural de la estructura estudiada. 2025-02-03T00:00:00Z http://www.dspace.espol.edu.ec/handle/123456789/65876 Análisis comparativo de sistemas estructurales en el diseño de un edificio de recepción para finca turística: Evaluación de estructuras mixtas, Hormigón armado y acero estructural para grandes luces. Criollo Toapanta, Erika Alexandra; Quishpe Otacoma, Carlos, Director The present project involves a comparative evaluation of three types of structural systems: steel frames, reinforced concrete walls, and mixed systems for a two-story tourism estate building located in the Salitre, featuring large spans, with the aim of determining the optimal structure. This building is situated on soil with low bearing capacity. Additionally, it faces challenges in covering large spans, such as high costs, limited information, complexity, and a lack of comparative studies in seismic zones. For the development of this project, the waterfall methodology was implemented. Applicable codes and standards were identified, design loads were determined, structural elements were designed, results were verified, and a comparative evaluation was carried out. The results showed a high flexibility for the steel frame system, a cost of $186/m², a weight of 50.31 kg/m², and short construction times. The reinforced concrete wall system exhibited high stiffness with a weight of 321.5 kg/m², a cost of $202/m², and long construction times. The mixed system, being the lightest, most economical, and featuring intermediate construction times, was the most advantageous. Finally, it was determined that the most beneficial structural system is the mixed system, as it leverages the stiffness of concrete and the ductility of steel. It is lightweight with a weight of 37.07 kg/m², economically viable at a price of $149/m², offers good energy dissipation, and has suitable construction times. Keywords: ductility, stiffness, optimal, viable El presente proyecto contempla la evaluación comparativa de tres tipos de sistemas estructurales, pórticos de acero, muros de hormigón armado y mixto para una edificación de finca turística de 2 pisos ubicada en el cantón Salitre con grandes luces, con el fin de determinar la estructura óptima. Esta edificación tiene un suelo con baja capacidad portante. Asimismo, presenta retos para cubrir grandes luces como son altos costos, escasa información, complejidad en el diseño y falta de estudios comparativos en zonas sísmicas. Para el desarrollo de este proyecto se implementó la metodología tipo cascada, porque se identificó, códigos y normas aplicables, se determinó cargas de diseño, se realizó el diseño de elementos estructurales, se verificó los resultados y se efectuó la evaluación comparativa. Como resultados, se obtuvo una flexibilidad alta para el sistema de pórticos de acero, un costo de 186 $/m2, un peso de 50.31 kg/m2 y tiempos de construcción cortos. Para el sistema de muros de hormigón de una rigidez alta con un peso de 321.5 kg/m2, un costo de 202 $/m2 y tiempos de construcción largos. Y siendo el más ligero el mixto, el más económico y con tiempos de construcción intermedios. Finalmente, se determina que el sistema estructural más beneficioso es el mixto, porque aprovecha la rigidez del hormigón y la ductilidad del acero, es ligero con un peso de 37.07 kg/m2, es económicamente viable ya que tiene un precio de 149 $/m2, posee buena disipación de energía y tiempos de construcción adecuados. 2025-02-03T00:00:00Z