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Análisis paramétrico y optimización del comportamiento estructural de columnas reforzadas con Shape Memory Alloys (SMA)

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dc.contributor.author Tello Ayala, Ken Francisco
dc.contributor.author Sudario Suarez, Johan Alberto
dc.contributor.author García, Natividad, Director
dc.date.accessioned 2025-04-29T19:03:55Z
dc.date.available 2025-04-29T19:03:55Z
dc.date.issued 2025-02-03
dc.identifier.citation Tello Ayala K.F. y Sudario Suarez J.A. (2024). Análisis paramétrico y optimización del comportamiento estructural de columnas reforzadas con Shape Memory Alloys (SMA). [Proyecto de Graduación]. Escuela Superior Politécnica del Litoral. es_EC
dc.identifier.uri http://www.dspace.espol.edu.ec/handle/123456789/65879
dc.description 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. es_EC
dc.description.abstract 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 es_EC
dc.language.iso es es_EC
dc.publisher ESPOL.FICT es_EC
dc.subject Fe-SMA es_EC
dc.subject Reforzamiento a cortante es_EC
dc.subject Modelación numérica es_EC
dc.subject Análisis paramétrico es_EC
dc.title Análisis paramétrico y optimización del comportamiento estructural de columnas reforzadas con Shape Memory Alloys (SMA) es_EC
dc.type Thesis es_EC
dc.identifier.codigoespol T-115169
dc.identifier.codigoproyectointegrador POSTG164


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