A fatigue damage model for seismic response of RC structures

Numerous damage models have been developed in order to analyze seismic behavior. Among the different possibilities existing in the literature, it is very clear that models developed along the lines of continuum damage mechanics are more consistent with the definition of damage as a phenomenon with mechanical consequences because they include explicitly the coupling between damage and mechanical behavior. On the other hand, for seismic processes, phenomena such as low cycle fatigue may have a pronounced effect on the overall behavior of the frames and, therefore, its consideration turns out to be very important. However, most of existing models evaluate the damage only as a function of the maximum amplitude of cyclic deformation without considering the number of cycles. In this paper, a generalization of the simplified model proposed by Cipollina et al. [Cipollina A, López-Hinojosa A, Flórez-López J. Comput Struct 1995;54:1113–26] is made in order to include the low cycle fatigue. Such a model employs in its formulation irreversible thermodynamics and internal state variable theory.

The use of direct boundary element method for gaining insight into complex seismic site response

The boundary element method is specially well suited for the analysis of the seismic response of valleys of complicated topography and stratigraphy. In this paper the method’s capabilities are illustrated using as an example an irregularity stratified (test site) sedimentary basin that has been modelled using 2D discretization and the Direct Boundary Element Method (DBEM). Site models displaying different levels of complexity are used in practice. The multi-layered model’s seismic response shows generally good agreement with observed data amplification levels, fundamental frequencies and the high spatial variability. Still important features such as the location of high frequencies peaks are missing. Even 2D simplified models reveal important characteristics of the wave field that 1D modelling does not show up.

Advances in the analysis of short span railway bridges for high-speed lines

The physical model based on moving constant loads is widely used for the analysis of railway bridges. Nevertheless, the moving loads model is not well suited for the study of short bridges (L⩽20–25 m) since the results it produces (displacements and accelerations) are much greater than those obtained from more sophisticated ones. In this paper two factors are analysed which are believed to have an influence in the dynamic behaviour of short bridges. These two factors are not accounted for by the moving loads model and are the following: the distribution of the loads due to the presence of the sleepers and ballast layer, and the train–bridge interaction. In order to decide on their influence several numerical simulations have been performed. The results are presented and discussed herein.

Numerical analysis of axisymmetric shells by one-dimensional continuum elements suitable for high frequency excitations

Axisymmetric shells are analyzed by means of one-dimensional continuum elements by using the analogy between the bending of shells and the bending of beams on elastic foundation. The mathematical model is formulated in the frequency domain. Because the solution of the governing equations of vibration of beams are exact, the spatial discretization only depends on geometrical or material considerations. For some kind of situations, for example, for high frequency excitations, this approach may be more convenient than other conventional ones such as the finite element method.

Autopista Somosierra-Guadalajara. Tramo: Horcajo de la Sierra-Madarcos

El desarrollo del proyecto de la nueva autopista Somosierra-Guadalajara, en el que se integra el tramo que es objeto de este proyecto (Horcajo de la Sierra-Madarcos) tiene como finalidad fundamental el crear una vía de acceso para conectar la ciudad de Guadalajara con el Norte Peninsular, en concreto con la Autovía del Norte A-1, sin la necesidad de tener que cruzar las autovías ya de por sí congestionadas en la Comunidad de Madrid. Del mismo modo se pretende generar un nuevo acceso mediante una vía de calidad y rápida, a pequeñas poblaciones situadas tanto en la Provincia de Guadalajara, como en la Comunidad de Madrid, en la zona Noreste de la tradicionalmente conocida como “Sierra de Madrid”.

Water seepage beneath dams on soluble evaporite deposits: a laboratory and field study (Caspe Dam, Spain)

The paper presents analytical methods and results for assessing the variation in the concentration of sulphate (and other ions) over space and time in groundwater flowing through a soluble evaporite terrain beneath a dam. The influence of effective porosity, groundwater flow velocity and the specific rate of dissolution (K′) are considered. The theoretical analysis was tested in a scale model simulating a dam constructed on heavily karstified bedrock. A simple and useful method for assessing how much material is lost through dissolution and how the rate of dissolution changes over time is considered in the context of the Caspe Dam, Spain.

E.D.A.R. de Valverde del Júcar

Este proyecto, tiene por objeto, definir las diferentes obras e instalaciones necesarias para poder realizar, de acuerdo con la normativa vigente, el tratamiento de la totalidad de las aguas residuales producidas en el municipio de Valverde del Júcar, situando en la provincia de Cuenca. Las obras que se consideran incluidas en la construcción de la E.D.A.R. de Valverde del Júcar son las siguientes: Bombeo de las aguas residuales a tratar. Toma de entrada de las aguas residuales a la estación de tratamiento Instalaciones de tratamiento de las aguas residuales (E.D.A.R.) Restitución del efluente tratado Instalaciones de energía eléctrica, agua potable y telefonía necesarias para el funcionamiento correcto de la estación. Carretera de acceso a la planta.

Evolución del conocimiento del hormigón estructural hasta 1970

El presente documento se ha titulado “Evolución del conocimiento del hormigón estructural hasta 1970”. El lector puede caer en la tentación de considerarlo como una mera recopilación de información, sin embargo, nada más lejano. Esta destinado a ser un manual de uso para los Ingenieros que tengan que tratar con patrimonio construido, Ingenieros que tengan que pronunciarse sobre su capacidad resistente, para lo cual, necesitan los criterios con que se proyecto y construyo de modo que puedan adoptar hoy las soluciones adecuadas. Conociendo el año de construcción de una estructura, debe poder determinar los factores que la perfilaron y a la inversa, partiendo de una determinada estructura deben ser capaces de determinar los criterios con que se proyecto. El desarrollo de este documento de apoyo ha implicado hacer una traducción de las unidades, nomenclatura y costumbres que se empleaban en aquella época, que además ha evolucionado a lo largo de los años y según los autores, a las unidades y nomenclatura que se emplean hoy, suponiendo una labor ardua para el autor de este documento. Conociendo la evolución de la curva de resistencias en todo momento, se puede determinar la distancia existente entre el valor de las solicitaciones y las resistencias del hormigón, obteniendo el correspondiente coeficiente de seguridad y vida útil de la estructura. Es el estudio que recoge este documento. Inicialmente se pensó en hacer un estudio de los métodos de calculo y condicionantes de seguridad, pero a medida que se fue ahondando en todos los criterios que utilizaban, se opto por desarrollar el calculo a flexión simple de secciones rectangulares y secciones en T así como el cálculo de soportes (el resto de los casos que no se recogen abren nuevas e importantes líneas de investigación), y la inclusión de todos los criterios con que diseñaban estructuras, incluyendo los materiales, y los criterios de seguridad que empleaban. Por tanto, el alcance del presente documento es absolutamente técnico, pretende contraponer los métodos de calculo de antaño con los actuales convirtiéndose en una guía obligada del pasado para los ingenieros de hoy. A su vez, dentro del extenso marco del conocimiento, este trabajo se ha centrado en puentes, pudiendo generalizar estos conocimientos para cualquier otra tipología de estructura de la época.

A mathematical framework for finite strain elastoplastic consolidation. Part 1: Balance laws, variational formulation, and linearization

A mathematical formulation for finite strain elasto plastic consolidation of fully saturated soil media is presented. Strong and weak forms of the boundary-value problem are derived using both the material and spatial descriptions. The algorithmic treatment of finite strain elastoplasticity for the solid phase is based on multiplicative decomposition and is coupled with the algorithm for fluid flow via the Kirchhoff pore water pressure. Balance laws are written for the soil-water mixture following the motion of the soil matrix alone. It is shown that the motion of the fluid phase only affects the Jacobian of the solid phase motion, and therefore can be characterized completely by the motion of the soil matrix. Furthermore, it is shown from energy balance consideration that the effective, or intergranular, stress is the appropriate measure of stress for describing the constitutive response of the soil skeleton since it absorbs all the strain energy generated in the saturated soil-water mixture. Finally, it is shown that the mathematical model is amenable to consistent linearization, and that explicit expressions for the consistent tangent operators can be derived for use in numerical solutions such as those based on the finite element method.

Nueva pasarela peatonal en Móstoles sobre la autovía A5

El presente Proyecto de Construcción se enmarca dentro de las labores de urbanización del sector 5 de Móstoles, y que incluye la Construcción del Nuevo hospital (convirtiendo a Móstoles en el segundo municipio de Madrid con dos hospitales, después de la ciudad de Madrid), del Parque Científico Móstoles Tecnológico y de un recorrido peatonal que discurre entre ambas infraestructuras y la Universidad existente (Universidad Rey Juan Carlos de Móstoles). La construcción del recorrido peatonal cuenta con el problema de la existencia, entre el Hospital y el Parque Científico, de la Autovía del Suroeste A-5, que crea un importante efecto barrera a la comunicación entre ambas infraestructuras. Como solución a este problema, el presente Proyecto propone la construcción de una estructura que permita el paso de los peatones desde el Parque Científico hasta el Hospital y viceversa, y que a la vez permita mitigar el efecto barrera producido por la Autovía.

Viaducto sobre el río Irati

En este documento se describe de manera resumida el proceso seguido para la redacción del proyecto de construcción del Viaducto sobre el río Irati, en la autovía del Pirineo A-21, tramo Venta de Judas - Yesa (en el término municipal de Liédana, Navarra).

Elastoplastic consolidation at finite strain. Part 2: finite element implementation and numerical examples

A mathematical model for finite strain elastoplastic consolidation of fully saturated soil media is implemented into a finite element program. The algorithmic treatment of finite strain elastoplasticity for the solid phase is based on multiplicative decomposition and is coupled with the algorithm for fluid flow via the Kirchhoff pore water pressure. A two-field mixed finite element formulation is employed in which the nodal solid displacements and the nodal pore water pressures are coupled via the linear momentum and mass balance equations. The constitutive model for the solid phase is represented by modified Cam—Clay theory formulated in the Kirchhoff principal stress space, and return mapping is carried out in the strain space defined by the invariants of the elastic logarithmic principal stretches. The constitutive model for fluid flow is represented by a generalized Darcy's law formulated with respect to the current configuration. The finite element model is fully amenable to exact linearization. Numerical examples with and without finite deformation effects are presented to demonstrate the impact of geometric nonlinearity on the predicted responses. The paper concludes with an assessment of the performance of the finite element consolidation model with respect to accuracy and numerical stability.

An efficient ‘a priori’ model reduction for boundary element models

The Boundary Element Method (BEM) is a discretisation technique for solving partial differential equations, which offers, for certain problems, important advantages over domain techniques. Despite the high CPU time reduction that can be achieved, some 3D problems remain today untreatable because the extremely large number of degrees of freedom—dof—involved in the boundary description. Model reduction seems to be an appealing choice for both, accurate and efficient numerical simulations. However, in the BEM the reduction in the number of degrees of freedom does not imply a significant reduction in the CPU time, because in this technique the more important part of the computing time is spent in the construction of the discrete system of equations. In this way, a reduction also in the number of weighting functions, seems to be a key point to render efficient boundary element simulations.

A simple genetic algorithm for calibration of stochastic rock discontinuity networks

Este artículo propone un método para llevar a cabo la calibración de las familias de discontinuidades en macizos rocosos. We present a novel approach for calibration of stochastic discontinuity network parameters based on genetic algorithms (GAs). To validate the approach, examples of application of the method to cases with known parameters of the original Poisson discontinuity network are presented. Parameters of the model are encoded as chromosomes using a binary representation, and such chromosomes evolve as successive generations of a randomly generated initial population, subjected to GA operations of selection, crossover and mutation. Such back-calculated parameters are employed to make assessments about the inference capabilities of the model using different objective functions with different probabilities of crossover and mutation. Results show that the predictive capabilities of GAs significantly depend on the type of objective function considered; and they also show that the calibration capabilities of the genetic algorithm can be acceptable for practical engineering applications, since in most cases they can be expected to provide parameter estimates with relatively small errors for those parameters of the network (such as intensity and mean size of discontinuities) that have the strongest influence on many engineering applications.

Análisis económico de la utilización de armaduras de acero inoxidable en estructuras de hormigón

La utilización de armaduras de acero inoxidable, de los tipos austeníticos y dúplex, con el objetivo de prolongar la vida útil de las estructuras de hormigón, es una alternativa que está recibiendo cada vez más consideración. Los aceros inoxidables son aleaciones fundamentalmente de cromo y níquel, con muy alta resistencia a la corrosión, especialmente frente a cloruros. El elevado coste del níquel y sus grandes fluctuaciones en el mercado, han favorecido la aparición de nuevos aceros inoxidables con bajo contenido en dicha aleación y, por lo tanto, más económicos, que sin embargo presentan una resistencia a la corrosión similar a los tradicionales. En este trabajo se presenta una comparativa económica para cuantificar el sobrecoste final que supone la utilización de armaduras de acero inoxidable con respecto a las tradicionales armaduras de acero B500SD. La comparativa se realiza sobre dos edificaciones tipo. La primera es un edificio en altura de 40 apartamentos, que se supone situado frente a la costa. La segunda es un aparcamiento subterráneo de 500 plazas distribuidas en cuatro plantas. En el estudio se han considerado tres tipos diferentes de armaduras de acero inoxidable, austenítico, dúplex y una nueva armadura dúplex de bajo contenido en níquel y, por lo tanto más económica. El presente estudio analiza la viabilidad económica de la utilización de armaduras de aceros inoxidables en estructuras de hormigón.