Departament d'Estructures a l'Arquitectura (fins octubre de 2015)
http://hdl.handle.net/10803/211
2024-03-29T08:52:55ZEvolució geomètrica i estructural de les naus de la Sagrada Família
http://hdl.handle.net/10803/668494
Evolució geomètrica i estructural de les naus de la Sagrada Família
Puig Bermejo, David
The thesis that is presented turned up from a shaping work with the original models of the second version of the naves, designed by Gaudi for the Temple of the Sagrada Familia, and that were destroyed during the civil war.
The recovered model revealed a pattern of geometrical generation that did not fit into the classical Gaud'is historiography, and the thesis is focused on showing the role that this version plays both in the Temple's work and in the rest of the work done by the architect. To do this we come to analyse from the three angles that mainly set the corps of this thesis: historical context, geometry and structure.
On the first part, the historical context that affected the evolution of Gaudi's work is analysed, and the relationship between his civil work, made apart from Sagrada Familia, and the Temple's work, is studied so as to establish the influence amongst both.
On the second part, the evolution of Gaudi's work is seen from a geometrical point of view and we take into consideration the evolution his work undergoes. This started from an eclectic approach sommon thing by the times of Gaudi's early work- to reach a very personal style, on which geometry becomes the main argument that generates his last architecture.
On the third part, the thesis analyses one of the other main cornerstones on Gaudi's work: structure. To do that, the relationship between the different theorical approaches that became popular during Gaudi's formation time is studied. Those made it possible to modify the structural typology of religious buildings with basilical plan. This section is completed with the numerical analysis of the main versions Gaudí designed for the temple, that has been done with the aid of informatical tools but keeping on the original methods that the architect used, in order to reflect how those influenced the definition of its structural framework.
Finally, and to conclude, the three aspects considered during the thesis -historical context, geometry, and structure- are connected and a new way to read Gaudi's work is determined, establishing a sequence between his early work and his latest solution for the Temples naves - based on the use of formal geometry- that, up to that moment, was superficially or even wrongly interpreted, as if it had came out of nothing.; La tesi que es presenta va sorgir a partir d'un treball de modelat de les maquetes originals de la segona versió de les naus, que Gaudí va dissenyar per al Temple de la Sagrada Família i que es varen destruir durant la guerra civil. El model recuperat va revelar unes pautes de generació geomètrica que no encaixaven dins de la historiografia clàssica gaudiniana i la tesi es concentra en establir el paper que desenvolupa aquesta versió dins de l'obra del Temple i de la resta del treball realitzat per l'arquitecte. Per fer-ho recorrem a l'anàlisi des dels següents tres aspectes que, de fet, són els que configuren el cos central d'aquesta tesi : context històric, geomètric i estructural.
En la primera part s'analitza el context històric que va influir en l'evolució de l'obra gaudiniana i s'estudia la relació entra la seva obra civil al marge de la Sagrada Família-amb la del Temple, per determinar la influència entre ambdues. En la segona part s'estudia l'evolució de l'obra gaudiniana vista des d'un punt de vista geomètric i s'analitza la transició que sofreix el seu treball, que parteix d'un plantejament eclèctic propi de l'època on està immers el Gaudí de joventut-fins arribar a un estil molt personal, on la geometria passa a ser el principal recurs que ordena la seva darrera arquitectura. En la tercera part la tesi analitza un altre dels pilars fonamentals de l'obra gaudiniana: l'estructura.
S'estudia la relació entre els plantejaments teòrics que es van popularitzar durant l'època de formació de Gaudí i que van fer possible la variació de la tipología resistent en edificis religiosos de planta basilical. Aquesta part es completa amb l'anàlisi numérica de les principals versions que Gaudí va projectar per al Temple, duta a terme amb l'ajuda d'eines informàtiques però basant-se en els mètodes originals que l'arquitecte va emprar, per veure com aquests van influir en la concepció del seu esquelet resistent. Per últim, en les conclusions, es relacionen entre ells els tres aspectes que s'han abordat durant la tesi- històric, geomètric i estructural-i es determina una nova forma d'interpretar l'obra gaudiniana, fixant una continuïtat entre els seus treballs previs i la darrera solució de les naus del Temple basada en l'ús de la geometria reglada-que fins el moment s'interpretava de forma superficial o fins i tot incorrecta, com si aquesta darrera hagués sorgit del no res.
2014-02-05T00:00:00ZLa excavación urbana y los edificios vecinos
http://hdl.handle.net/10803/312842
La excavación urbana y los edificios vecinos
Garcia, David (Garcia Carrera)
Currently, the intervention in urban excavations with greater dimension and depth is increasing in importance exponentially.
The great sensitivity of the overlying buildings to the displacements and tensions produced in its foundations due to ground movements behind the retaining wall and the lack of resources and calculation criteria that the professionals who have to design these structural systems have to deal with, often produce unacceptable damage in the existing buildings.
This document presents the extensive bibliography describing the research for nearly 70 years, that has been developed on this issue, from the retaining wall behavior patterns to the buildings and structures damage risk, including the analysis of the ground movements produced by the excavation adjacent to the wall.
First of all (book I), present document analyzes the behavior of containment studying how different aspects impact its calculation like the characteristics of the terrain, the depth of excavation, methods of analysis, friction contention-ground and the weight of the building itself, all aspects normally covered when calculating wall retaining; but also analyzes other aspects usually dismissed as the stiffness of soil, the stiffness of containment system, the stiffness of the building and the foundation. In the final part analyzes ground movements caused by the behavior of containment studied.
Secondly (book II), a parametric study is suggested to assess the buildings sensitivity to foundations movements, in order to clarify the sensitive standards about categories of damage currently existing, and to define new ones for each building type, according to the time, geometry and materials.
Finally, the document attempts, by the conjunction of both studies'phases (containment - building) to provide general simplified criteria to calculate retaining walls for excavations in urban areas, and its involvement to neighboring buildings, to get an
optimized contentions'design to minimize the impact on the neighboring building.; Actualmente la actuación en excavaciones urbanas es cada vez más importante con trabajos de más dimensión, mayor complejidad y profundidad. La alta sensibilidad de los edificios vecinos a los movimientos y tensiones producidas en su cimentación por los desplazamientos del terreno del trasdós de las pantallas, conjuntamente con la falta de medios suficientes y criterios de cálculo que sufren los profesionales que han de diseñar estos sistemas de contención, producen, cada vez con más frecuencia, lesiones inaceptables en el parque urbano edificado. El trabajo presentado estudia la extensa bibliografía que describe las investigaciones que, durante cerca de 70 años, se ha desarrollado sobre el problema, tanto del ámbito del comportamiento de la propia contención como de las reacciones sufridas por los edificios vecinos, pasando por el análisis de los movimientos inducidos por la excavación en el terreno de su trasdós. En primer lugar (libro I) se analiza el comportamiento de la contención estudiando cómo influyen diferentes aspectos como las características del terreno, la profundidad de la excavación, los métodos de análisis, el rozamiento pantalla-terreno y el peso de los edificios, aspectos todos ellos contemplados normalmente a la hora de calcular la contención; pero también otros aspectos habitualmente menospreciados como la rigidez del terreno, del sistema de contención, del edificio vecino y de su cimentación. En la parte final se realiza el análisis de los movimientos en el terreno del trasdós producidos por el comportamiento de la contención estudiada. En segundo lugar (libro II) se analiza paramétricamente la sensibilidad a los movimientos de la propia cimentación de diferentes tipologías edificatorias o arquetipos, inducidos por los movimientos en el trasdós de la contención, con el objetivo de precisar los criterios de sensibilidad de categorías de daño actualmente vigentes, para llegar a elaborar otros nuevos asociados a las diferentes tipologías edificatorias, según época, geometría y materiales. Finalmente el trabajo intenta, con la conjunción de las dos fases del estudio (contención-edificio) aportar un criterio simplificado de cálculo de las contenciones y de su afectación a los edificios vecinos para llegar a obtener un diseño optimizado de ésta para minimizar el impacto que producen en la edificación vecina.
2015-07-10T00:00:00ZSimulación físico-matemática de las turbulencias en los incendios de edificación. Propuesta de una nueva metodología de análisis relativa a la verificación cualitativa de las turbulencias simuladas
http://hdl.handle.net/10803/145388
Simulación físico-matemática de las turbulencias en los incendios de edificación. Propuesta de una nueva metodología de análisis relativa a la verificación cualitativa de las turbulencias simuladas
Muñoz Blanc, Carlos
En la Unión Europea, y más concretamente en España, el análisis prestacional de cualquier edificio frente a la acción del fuego es aún un hecho aislado y poco habitual, a pesar de las ventajas que el mismo comporta. No obstante, incluso en aquellos países donde hace años se estudia el comportamiento estructural en situación accidental de incendio en base a los métodos prestacionales, como es el caso de Estados Unidos, el campo científico de las simulaciones computacionales basadas en la Dinámica de fluidos y en la Termodinámica está aún en lo que podríamos denominar, haciendo un símil con el crecimiento del ser humano, la fase adolescente. Mejorar en la medida de lo posible los criterios relativos
a la caracterización de un fenómeno tan importante durante el desarrollo de un fuego como es la turbulencia y disponer de una nueva metodología de análisis relativa a la verificación cualitativa de la misma permitirá avanzar con seguridad a la sociedad a medida que estas simulaciones computacionales en edificación se extiendan al terreno profesional; In the European Union, and more specifically in Spain, the analysis of the effect of fire on any building remains an isolated and unusual fact, despite the advantages it may involve. However, even in the countries (such as the United States) where the structural behavior under a fire accidental situation has been studied under benefit methods for many years, the scientific field of computational simulations based on Fluid Dynamics and Thermodynamics remains in what could be called, in comparison to human growth, the teenage years. The improvement of the criteria used to characterize the phenomenon of turbulence and the supply of a new analysis methodology focused on its qualitative verification, so important during the development of fire, will improve society’s security, as these computational simulations are extended to the professional field.
2014-05-22T00:00:00ZNumerical analysis of concrete-filled tubes with stiffening plates under large deformation axial loading
http://hdl.handle.net/10803/116774
Numerical analysis of concrete-filled tubes with stiffening plates under large deformation axial loading
Albareda Valls, Albert
Concrete-filled tubes have been increasingly used these recent decades thanks to their improved structural behavior, especially under compression.Concrete filling in these sections improves ¡ts compressive strength thanks to lateral pressure coming from confinement effect provided by the steel tube. At elevated percentages of loading,concrete suffers an important volumetric expansion, which is clearly restricted by the tube. Therefore, the core is subjected to a severe lateral
pressure that clearly enhances the compressive response of the concrete filling.
This advantageous response under compression is accompanied by a significant ductility and energy absorption, owing to crushing of the cement paste of concrete. The core is subjected to asevere damage process, while mast part of the axial
load is still resisted until advanced stages of deformation, thanks to be contained by the tube. These two properties let concrete-filled tubes to play an important role in the construction of really tall buildings in seismic areas.
However, confinement effect on the core and the absorption of energy in these sections is clearly different between circular and square-shaped tubes. While in circulartubes, laleral pressure over the core is clearly uniform and constant, in square-shaped tubes, the deformability of the plates implies a notorious reduction of these two mechanical capabilities. This fact can
be partially solved by means of introducing stiffening plates in the core. Thus, main purpose of this investigation is to analyze and describe the influence of introducing these plates in the core of concrete-filled tubes; also the influence on circular sections is analyzed in the study.
The presence of stiffening plates not only has a clear effect on the confinement effect on the core, but also on the ductility of the section. In square-shaped sections this effect is always positive,independently of the thickness of the plates and the width ofthe section; nevertheless, in circular tubes, their influence is not so significant or even negative, since circular geometry is much more effective than a cruciform shape, in terms of confinement and ductility. ln otherwords, the introduction of stiffening plates in circular concrete-filled tubes is always positive, provided that the presence of these plates does not leadn to consider thinner tubes.
The proposal of concrete-filled tubes stiffened with plates, or "reticulated" concrete-filled tubes, is interesting from several points of view. These new embedded plates are normally restricted to buckling by the concrete filling, so that they could be
fully loaded according to their plastic capacity, being also protected against fire. The introduction of a couple of plales in the core of these tubes not only enhances the confinement effect and ductility, but also it allows a safer response against fire.
The cruciform or grid-shaped geometry is interesting also for an excellent behavior under combined states of compression with shear forces or bending -the first case corresponds exactly to those heavily loaded columns of the ground fioors in tall buildings.
What is a solution with a clear structural vocation derives quickly into a new interesting sectional repertoire for designers, by analyzing the load-bearing capacity of each independent loading cell of reticulated sections and combining them in different ways. The possibility of analyzing these cells separately allows determining their compressive response depending on their
location in the cross-sectional plane and on the proportion between their width and plate thickness .; Las secciones tubulares mixtas se han utilizado mucho estas últimas décadas dada su magnífica respuesta estructural y
su excelente comportamiento mecánico, especialmente bajo estados de compresión. El relleno de hormigón en estas
secciones ve mejorada su resistencia gracias a la presión lateral procedente del efecto de confinamiento desarrollado por
el tubo. En porcentajes elevados de carga el hormigón sufre una expansión volumétrica importante, quedando ésta
restringida por estar embebido dentro del perfil metálico tubular. Por esta cuestión, el núcleo queda sometido a una presión
triaxial muy importante, implicando a su vez una clara mejora de la respuesta a compresión
Esta respuesta, muy efectiva bajo estados de compresión pura, es acompañada por una importante ductilidad y absorción
de energía debido al aplastamiento del hormigón. El núcleo queda sometido a un proceso severo de daño, mientras resiste
aún la mayor parte de la carga hasta porcentajes muy elevados de deformación -gracias a estar este último embebido en el
tubo. Estas dos propiedades hacen que las secciones mixtas tubulares jueguen un papel muy importante en la
construcción de edificios altos en zonas sísmicas.
A pesar de todo, el efecto de confinamiento sobre el núcleo y la absorción de energía en estas secciones es claramente
distinta entre los tubos circulares y los rectangulares. Mientras que en los circulares la presión lateral es uniforme y
constante, en los rectangulares la excesiva deformabilidad de las pletinas implica una reducción importante de estas dos
capacidades mecánicas. Este hecho puede ser parcialmente solucionado mediante la introducción de otras pletinas
internas rigidizantes, embebidas en el hormigón. Así, el principal objetivo de esta investigación es el de analizar y describir
la influencia de dichas pletinas en su respuesta a compresión; se analiza tanto su influencia sobre las circulares como
sobre las rectangulares.
La presencia de pletinas internas rigidizantes no tiene sólo un efecto determinante sobre el confinamiento del núcleo, sino
también sobre la ductilidad de la sección. En las secciones rectangulares, esta influencia es siempre positiva,
independientemente del grosor de dichas pletinas; por el contrario, en las secciones circulares, su efecto no es tan
determinante, incluso puede ser negativo, dado que la geometría circular es mucho más efectiva que la cruciforme en
términos de confinamiento y ductilidad. En otras palabras, la introducción de pletinas rigidizantes resulta por lo general
buena, a condición que su disposición no lleve a diseños de tubos más delgados.
La propuesta de secciones tubulares mixtas con pletinas rigidizantes o "reticuladas" es interesante desde distintos puntos
de vista. Estas nuevas pletinas están normalmente restringidas a pandeo por el relleno de hormigón, de modo que pueden
cargarse al 100% de su capacidad axil plástica, estando a su vez relativamente protegidas a incendio. La introducción de un
par de pletinas en el núcleo no sólo mejora la resistencia y la ductilidad de las secciones sino que incrementa su seguridad
frente a situaciones de incendio. La geometría cruciforme derivada de estas pletinas es interesante también en estados de
solicitaciones combinadas (compresión y cortante o momento) -es el caso precisamente de las columnas fuertemente
cargadas de las plantas bajas en edificios altos
Lo que es una solución con una clara vocación de mejora estructural deriva rápidamente en un nuevo e interesante
repertorio seccional disponible para arquitectos y diseñadores, analizando la capacidad de carga de cada célula
independiente y combinándolas entre sí de formas muy distintas. La posibilidad de analizar estas células por separado
permite determinar su capacidad resistente a compresión dependiendo de su ubicación en el plano de la sección y de la
proporción entre el ancho y el grueso de las pletinas.
2013-01-18T00:00:00Z