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Revista Ingenieria de Construcción
Journal Prestige (SJR): 0.204

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Open Access journal
ISSN (Print) 0716-2952 - ISSN (Online) 0718-5073
Published by SciELO

[913 journals]

Application of the Characterization of Partially Saturated Soils in the
Modeling of the Resistant Behavior of Isolated Footings Subjected to Axial
Load
- Abstract: Resumen: En el desarrollo de esta investigación se tratan los aspectos concernientes a la obtención de la capacidad resistente y del asentamiento de un cimiento superficial aislado sometido a carga axial apoyado en el suelo Capdevila, utilizando la modelación computacional empleándose el programa Abaqus/CAE, detallándose el proceso de modelación del suelo Capdevila bajo la condición de saturación parcial, tratándose aspectos relacionados con la concepción geométrica del modelo, las cargas, así como la definición de las condiciones de borde e interfase entre los cuerpos que componen el sistema. Se aborda todo el proceso de calibración matemática del modelo, vinculado a la selección del tipo de elemento finito y de la densidad de malla adecuada, acorde con un adecuado costo computacional.Abstract: This research addresses the aspects related to obtaining the bearing capacity and the settlement of an isolated footing subjected to axial load supported on the soil from the Capdevila formation by using computer modeling. For this purpose, the Abaqus/CAE software was used, which details the modeling process of the partially saturated soil from the Capdevila formation. This research also addresses aspects related to the geometric design of the model, loads, as well as the definition of the boundary and interface conditions between the bodies that make up the system. It addresses the entire mathematical calibration process of the model, associated with the selection of the type of finite element and the appropriate mesh density, according to an adequate computational cost.
Agent based modeling:
- Abstract: Resumen: Los proyectos de construcción representan sistemas complejos donde las interacciones entre los múltiples recursos del proyecto y participantes cambian con el tiempo; sin embargo, los métodos tradicionales para administrar proyectos de construcción generalmente no pueden hacerse cargo totalmente de tal complejidad, limitando nuestra comprensión de tal complejidad en los proyectos de construcción. Un enfoque novedoso utilizado para investigar sistemas adaptativos complejos, es la modelación basada en agentes (MBA), esta permite modelar la interacción entre múltiples agentes que conducen a comportamientos emergentes. Como tal, este enfoque representa una técnica de modelaje factible para estudiar la complejidad inherente de los proyectos de construcción al gastar recursos informáticos en lugar de recursos reales, que pueden ser más rentables. Sin embargo, se ha prestado una atención limitada a esta técnica de modelado en el campo de la construcción y la gestión. Este documento tiene como objetivo discutir las pautas para implementar MBA en el sector de la construcción, discutiendo sus beneficios y limitaciones. Se descubrió que MBA permite la incorporación de la complejidad no contabilizada asociada con los procesos y proyectos de construcción. Sin embargo, una limitación de MBA es que los datos para validar modelos pueden ser difíciles de obtener, se espera que este estudio ayude a fomentar el uso de MBA en el contexto del campo de ingeniería y gestión de la construcción para capturar completamente la complejidad de los proyectos y procesos de construcción.Abstract: Construction projects represent complex systems where the interactions between the multiple project resources and stakeholders change over time; however, traditional methods to manage construction projects typically cannot capture such complexity in its totality. Thus, limiting our understanding of such complexity on construction projects. A novel approach used to investigate complex adaptive systems, Agent-based modeling (ABM), allows modeling the interaction between multiple agents that leads to emergent behaviors. As such, this approach represents a feasible modeling technique to study the inherent complexity of construction projects by spending computing resources instead of actual resources, which can be more cost-effective. However, limited attention has been paid to this modeling technique in the construction and management field. This paper aims to discuss guidelines for implementing ABM in the construction sector by discussing its benefits and limitations. It was found that ABM allows the incorporation of otherwise unaccounted complexity associated with construction processes and projects. However, a limitation of ABM is that data to validate models can be difficult to obtain. It is expected that this study helps to encourage the use of ABM in the context of the construction engineering and management field to fully capture the complexity of construction projects and processes.
State of the Art:
- Abstract: Resumen: Se hace una breve presentación sobre el problema de las cenizas volantes provenientes de la producción de azúcar, las cuales se pueden transformar en puzolana por medio de activación física, térmica, química o mixta, para luego ser utilizadas como corrector químico y adición para la producción de cemento Portland. La conversión de las cenizas en puzolanas se lleva a cabo con procesos hidrotérmicos que incluyen acciones repetitivas de incubación, filtración y secado, para lo cual se utiliza una solución álcali a altas temperaturas, en donde se forman compuestos como zeolitas a partir de los aluminosilicatos amorfos presentes, siendo necesario en algunos casos, ajustar la proporción de Si/Al para producir el tipo de puzolana deseada. Se concluye que el uso de cenizas volantes, como corrector químico en la mezcla cruda del clínker, depende de la pureza de la piedra caliza y de la valoración del balance químico de la mezcla.Abstract: A brief presentation is made on the problem of fly ash from sugar production, which can be transformed into pozzolan through physical, thermal, chemical or mixed activation, and then used as a chemical corrector and additive for the production of Portland cement. The conversion of the ash into pozzolans is carried out with hydrothermal processes that include repetitive actions of incubation, filtration and drying, for which an alkali solution is used at high temperatures, where compounds such as zeolites are formed from the amorphous aluminosilicates present, being necessary in some cases to adjust the Si/Al ratio to produce the desired type of pozzolan. It is concluded that the use of fly ash, as a chemical corrector in the raw clinker mix, depends on the purity of the limestone and the evaluation of the chemical balance of the mix.
Key requirements of an IT tool based on last planner® system
- Abstract: Resumen: El sistema Lean Production, con sus principios de eficiencia de las industrias y los sistemas de producción, plantea una nueva forma de trabajo, iniciando en el sector automovilístico, pero más tarde adaptándose a otros sectores, como la industria de la construcción, a través de Lean Construction y sus diversos sistemas de aplicación, dentro de los que se destaca, Last Planner® System (LPS). En base a la metodología del LPS se han planteado diversos softwares, que incorporan sus componentes principales y ayudan a las empresas en la planificación y control de proyectos. A pesar de su auge, actualmente se desconocen los reales requerimientos que tienen las empresas constructoras acerca de las herramientas TI basadas en LPS, y a su vez, cómo las principales herramientas TI que aplican LPS satisfacen estas necesidades. Ante este escenario, esta investigación identificó y validó los requerimientos para herramientas TI basadas en la metodología LPS, junto con evaluar cómo los principales softwares del mercado hacen cumplimiento de éstos aspectos.Abstract: The Lean Production system, with its principles of industry efficiency and production systems, proposes a new way of working, starting in the automotive sector, but later adapting to other sectors, such as the construction industry, through Lean Construction and its various application systems, among which Last Planner® System (LPS) stands out. Based on the methodology of the LPS, various software applications have been proposed, which incorporate its main components and help companies in project planning and control. Despite its rise, currently the real requirements that construction companies have about IT tools based on LPS remain unknown, as how the main IT tools that apply LPS meet these needs. Given this scenario, this research identified and validated the requirements for IT tools based on the LPS methodology, along with evaluating how the main software applications in the market make compliance with these aspects.
Iberoamerican analysis and classification of labor accidents in the civil
construction industry
- Abstract: Resumen: Anualmente acontecen millones de accidentes y miles de fallecimientos derivados de la actividad laboral, siendo el 30% de estos siniestros aportados por la construcción civil. Debido a que este sector es uno de los motores de la economía iberoamericana, se torna relevante identificar el comportamiento de la siniestralidad laboral de dicha industria en la región. Por tal motivo, este artículo presenta como objetivo principal el desarrollo de un análisis sobre la accidentalidad laboral iberoamericana en el sector de la construcción, con base en resultados obtenidos de fuentes estadísticas oficiales para el periodo 2013-2017. El estudio en mención se llevó a cabo mediante investigaciones cuantitativas, observaciones estadísticas, determinación de correlaciones y uso de los métodos multicriterio AHP y TOPSIS. Los principales resultados de esta investigación se obtuvieron: la caracterización de la accidentalidad, un ranking Iberoamericano de siniestralidad y el análisis de aspectos básicos exigidos a empleadores de cada país involucrado. Asimismo, se consiguió identificar que en el periodo de análisis la región tuvo una mejoría en la lucha contra esta problemática, ya que se registró una reducción sucesiva en las cifras de accidentalidad a través del tiempo.Abstract: Millions of accidents and thousands of deaths resulting from work activity occur every year and 30% of this comes from civil construction. As to this sector is one of the engines of the Ibero-American economies, it becomes important to identify the behavior of the occupational injuries in the region. For this reason, the main objective of this article is the development of an analysis of Ibero-American occupational accidents in the construction sector, based on the results obtained from official statistical sources for the period 2013-2017. This article was carried out through quantitative surveys, statistical observations, determination of correlations and use of the multicriteria methods AHP and TOPSIS. The main results of this investigation were the characterization of the problem, an Ibero-American ranking of accidents and an analysis of the basic aspects required to the employers of each country involved. It was also possible to identify that in the period of analysis the region had an improvement in the fight against this problem, as there was a successive reduction in the accident figures over time.
Finite Element Analysis of CFRP- Reinforced Concrete Beams
- Abstract: Resumen: Este estudio se refiere al comportamiento de flexión de vigas RC fortalecidas con polímero reforzado con fibra de carbono (CFRP) utilizando el método de elementos finitos (MEF). El programa ABAQUS se ha utilizado en esta investigación. Se estudia la relación carga-deflexión, patrón de grietas, deformación en el concreto en la sección del tramo medio de la viga y los modos de falla de todas las vigas probadas. Después de la validación del modelo MEF, se presentan estudios paramétricos para evaluar el efecto de la resistencia a la compresión del concreto, el grosor y la longitud de CFRP, y la presencia de CFRP en la tensión de las barras de acero. A partir de los resultados actuales, se puede obtener información que la capacidad de flexión de las vigas RC reforzadas con CFRP aumentó en un 6.6% para vigas reforzadas por EBR y a 108.8% para vigas reforzadas por montaje cerca de la superficie (NSM) en comparación con las vigas de referencia. Según estudios paramétricos, se encuentra que, al aumentar la resistencia a la compresión del concreto de 30 MPa a 70 MPa, la capacidad de la viga aumenta en un 25.6%, mientras que el aumento de la longitud de CFRP de 600 mm a 900 mm conduce a aumentar la capacidad de la viga en 12,7%. El aumento del grosor de la lámina de CFRP de 0,11 mm a 0,5 mm conduce a un aumento de la rigidez y la capacidad de flexión de la viga en un 47,9%. Además, los resultados de este estudio probaron que el fortalecimiento de las vigas RC por laminados CFRP utilizando la técnica NSM es más eficiente que las técnicas de refuerzo unido externamente (RUE) y esto está de acuerdo con los resultados experimentales, se puede concluir que el modelo de elementos finitos proporciona una gran precisión en comparación con los resultados experimentales y los resultados de ACI-440.Abstract: This study concerns with flexural behavior of RC beams strengthened by carbon fiber reinforced polymer (CFRP) using finite element method (FEM). ABAQUS program has been used in this research. The load-deflection relationship, crack pattern, strain in the concrete at mid-span section of the beam and failure modes of all tested beams are studied. After validation of FEM model, parametric studies are presented to assess the effect of the compressive strength of concrete, thickness, and length of CFRP, and the presence of CFRP on stress in steel bars. From the current results, it can be obtained that the flexural capacity of RC beams strengthened with CFRP increased by 6.6% for beam strengthed by EBR and to 108.8% for beam strengthed by near surface mounted (NSM) compared to the reference beams. According to parametric studies, it is found that by increasing the compressive strength of concrete from 30 MPa to 70 MPa, the beam capacity increase by 25.6%, while increasing the length of CFRP from 600 mm to 900 mm leads to increase the beam capacity by 12.7%. Increasing thickness of CFRP sheet from 0.11 mm to 0.5 mm leads to an increase in the stiffness and the flexural capacity of the beam by 47.9%. Also, the results of this study approved that the strengthening of RC beams by CFRP laminates using the NSM technique is more efficient than externally bonded reinforcement (EBR) techniques and this is agreed with the experimental results. Finally, it can be concluded that the finite element model provides good accuracy compared to the experimental results and ACI-440 results.
Rheological and Mechanical Evaluation of a Polymer-modified Asphalt Binder
- Abstract: Resumen: El trabajo presenta un estudio comparativo entre las propiedades de un asfalto convencional y un asfalto comercial modificado por polímeros. Se estudia la influencia en las propiedades mecánicas de mezclas asfálticas densas confeccionadas con estos aglutinantes. Los asfaltos son comparados a partir de índices convencionales y propiedades dinámicas obtenidas con un reómetro dinámico de cortante (DSR). Son determinadas las curvas maestras de módulo dinámico G* y del ángulo de fase (δ), la susceptibilidad a la fatiga con el ensayo LAS (Linear Amplitude Sweep) y las deformaciones permanente con el ensayo MSCR (Multi Stage Creep Recovery). Las mezclas asfálticas son dosificadas y compactadas según la metodología SuperPave. Las propiedades estudiadas son: daño por humedad inducida y fluencia estática. Los resultados muestran efectos positivos de la adición del polímero tanto en las propiedades analizadas de los asfaltos como en la mezcla, fundamentalmente en la recuperación elástica y la reducción de deformaciones permanentes.Abstract: This paper presents a comparative study between the properties of conventional asphalt and commercial polymer-modified asphalt. The influence on the mechanical properties of dense-graded asphalt mixtures made with these binders is studied. Asphalts are compared from conventional indices and dynamic properties obtained with a dynamic shear rheometer (DSR). The phase angle (δ) and dynamic modulus master curves G* , fatigue susceptibility with the LAS (Linear Amplitude Sweep) test and permanent deformation with the MSCR (Multiple Stress Creep Recovery) test are determined. The asphalt mixtures are dosed and compacted according to the Superpave method. The properties under study are moisture-induced damage and static creep. The results show positive effects of the polymer addition both on the analyzed properties of the asphalts and on the mixture, mainly in terms of elastic recovery and reduction of permanent deformation.
Analysis of work accidents and occupational diseases in tunnelling as a
support for risk management
- Abstract: Resumen: Este artículo es una contribución para cerrar la brecha científica debida a la falta de datos estadísticos sobre accidentes laborales y enfermedades ocupacionales en la construcción de túneles. La caracterización de los acontecimientos más típicos tiene gran importancia para determinar los peligros existentes, permitiendo que el análisis de los eventos trascienda como una herramienta para el análisis de los riesgos, a través del valor agregado de aprender de los eventos pasados. Así, es factible estudiar las posibles causas de los eventos perjudiciales que pueden ocurrir. Con estas ventajas, las empresas pueden mejorar sus evaluaciones de riesgo y controlar sus costos. En este artículo se analizan estadísticamente, los accidentes laborales y las enfermedades ocupacionales más comunes en Portugal, utilizando las variables de Eurostat, y comparándolos con los de la construcción en general, utilizando los mismos indicadores. Se presenta una visión general de los accidentes y enfermedades laborales en túneles de todo el mundo; se analizan datos estadísticos (portugueses) de la construcción y tunelización, utilizando los datos de 150 accidentes de trabajo y 42 casos de enfermedades ocupacionales en túneles para compararlos con los de la construcción, mostrando por qué tunelización es tan específico. Así, se hace una relevante contribución técnico-científica para comprender las causas de los accidentes laborales y enfermedades ocupacionales.Abstract: This article is a contribution to close the scientific gap due to the lack of statistical data on accidents at work and occupational diseases in tunnelling. The characterization of the most typical events, understanding the cause of their occurrence, is of great importance for their prevention and for determining the existing hazards. This will allow the events analysis to gain more space as a tool for risk analysis, through the already established added value of learning from past events and mistakes. Thus, it is possible to study in due time potential causes of harmful events that may occur. With these advantages, companies can improve their risk assessments and control their costs. This article analyses statistically, using Eurostat variables, the most typical accidents at work and occupational diseases in tunnelling in Portugal, comparing them with other types of construction, using the same indicators. It starts by presenting an overview of accidents at work and occupational diseases in tunnelling worldwide, describing their impact. Afterwards, it presents statistical data from the Portuguese construction and tunnelling sectors, using the data from 150 accidents at work and 42 cases of occupational diseases in tunnelling to compare with construction, showing why tunnelling is so specific.
General review of air-conditioning in green and smart buildings
- Abstract: Resumen: El objetivo de este artículo es presentar una revisión bibliográfica general sobre artículos científicos recientes, centrados en el diseño y operación de sistemas de aire acondicionado en edificios ecológicos e inteligentes. La revisión sugerida se desarrolla utilizando las herramientas ofrecidas por el directorio de investigación académica Scopus, con un criterio de búsqueda definida. Además, se ha utilizado el software de análisis bibliométrico de ciencia VOSviewer. Este documento tiene varias revisiones de los sistemas de refrigeración y calefacción existentes o en desarrollo, disponibles para edificios residenciales (edificios verdes e inteligentes) y algunas iniciativas y proyectos de investigación de los últimos años. El presente documento es una guía de investigación académica para ingenieros, arquitectos y estudiantes interesados en diseñar, construir y administrar eficientemente los procesos de enfriamiento de edificios ecológicos e inteligentes. Poderes económicos caracterizados por grandes megaciudades de países como los Estados Unidos de América, China, Italia, Malasia, Alemania y Australia; Hoy en día, se considera más importante aumentar la eficiencia energética y disminuir la huella de carbono de los edificios actuales y futuros, tanto ecológicos como inteligentes. Los campos de investigación más frecuentes en contribuciones científicas relacionadas con la refrigeración de edificios ecológicos son: desarrollo sostenible, eficiencia energética y la industria de la construcción; mientras que en edificios inteligentes son: eficiencia energética, redes inteligentes y gestión energética.Abstract: The aim of this paper is to present a general bibliographic review about recent scientific papers focused on the design and operation of air conditioning systems in green and smart buildings.The suggested review is developed using tools offered by the Scopus academic research directory, with a defined search criteria. Furthermore, the VOSviewer science bibliometric analysis software has been used. This paper has several reviews of cooling and heating systems existing or under development available for residential buildings (green and smart buildings) and some initiatives and research projects from recent years. The present paper is an academic research guide for engineers, architects, and students interested in designing, constructing and efficiently managing the cooling processes of green and smart buildings. Economic powers characterized by large megacities of countries such as the United States of America, China, Italy, Malaysia, Germany and Australia; Nowadays, increasing energy efficiency and decreasing carbon footprint of current and future buildings, both green and smart is considered more important. The most frequent fields of research in scientific contributions related to the cooling of green buildings are: sustainable development, energy efficiency and the construction industry; while in smart buildings they are: energy efficiency, smart grids, energy management.
Evaluation of discharge coefficients of large openable windows using
full-scale samples in wind tunnel tests
- Abstract: Resumen: Los coeficientes de descarga (CD) constituyen un dato de entrada clave para la evaluación del desempeño energético de edificios con ventilación natural. Estos edificios se caracterizan por grandes aberturas (ventanas, rejillas y respiraderos), donde los datos experimentales raramente están disponibles en la literatura o por parte de los fabricantes. Con el objetivo de contribuir con un método experimental para la evaluación y nuevos valores de CD para ventanas de uso común en Brasil y Alemania, este artículo describe una serie de experimentos que evalúan el coeficiente de descarga de estas ventanas con ventilación cruzada. Se llevaron a cabo experimentos basados en la norma BS EN 13141-1:2004, configurando un túnel de viento con modelos a escala real. La muestra investigada presentó ventanas cuyos valores de CD se conocieron mediante el método de validación. Los resultados para las ventanas conocidas concuerdan con trabajos previos. Se encontraron resultados de CD para ventanas innovadoras (todavía no disponibles en la literatura). El trabajo reduce los supuestos planteados en estudios de ventilación natural, contribuyendo a la confiabilidad de las evaluaciones de desempeño de las edificaciones.Abstract: Discharge coefficients (CD) are key input data in the evaluation of energy performance of naturally ventilated buildings. Such buildings are characterized by large openings (windows, grills, vents) for which accurate experimental data are rarely available in the literature or from manufacturers. In order to contribute with an experimental method for assessment and with new CD values from windows typically found in Brazil and Germany, this paper describes a set of experiments assessing the discharge coefficient of these windows for cross-ventilation. Experiments were carried out based on the standard BS EN 13141-1:2004 set-up in a wind-tunnel with full-scale models. The investigated sample also comprised windows whose CD values were known for the validation of the method. Results for known windows are in line with previous work. Results of discharge coefficients for innovative windows (not yet available in the literature) were found. The work reduces assumptions in natural ventilation studies, contributing to the reliability of building performance assessments.
Performance of plaster composites incorporating rubber tire particles
- Abstract: Resumen: El yeso es el material de construcción sintético más antiguo que se conoce, sin embargo, es un material sobre el cual hay poco conocimiento a nivel de investigación, y en este trabajo su estudio se realizó haciendo compuestos con la incorporación de neumáticos de goma, con el objetivo de obtener un material de construcción alternativo. El objetivo era investigar los compuestos a base de yeso, con una incorporación en masa de, 5, 10 y 15%, de dos grados de residuos de caucho vulcanizado de los procesos de recauchutado de neumáticos. Las granulometrías se denominan delgadas (paso de tamiz # 0.60 mm) y gruesas (paso de tamiz # 1.19 mm). Los compuestos se investigaron en términos de consistencia (mini-asentamiento), densidad de masa, absorción de agua, dureza superficial, resistencia a la flexión, resistencia a la compresión, microscopía electrónica de barrido (SEM) y comportamiento térmico. Los resultados revelaron que la incorporación de caucho puede ser atractiva en los compuestos de yeso: donde la consistencia disminuyó con el aumento del contenido de caucho y la granulometría de caucho grueso favoreció la trabajabilidad de los compuestos; la densidad de masa se redujo, principalmente con granulometría delgada, a medida que aumentó el contenido de caucho en los compuestos; la absorción de agua mostró que los altos niveles de caucho favorecen la penetración de agua en los compuestos, independientemente de la granulometría; la dureza superficial mostró una energía de impacto reducida proporcionada por el compuesto con 10% de goma delgada; Tanto en la resistencia a la flexión como en la compresión, el compuesto con 5% de goma delgada mostró un resultado similar al compuesto de control, mientras que los compuestos con 15% de goma sufrieron una caída gradual de hasta 60 y 40%, respectivamente; con SEM se observó que los compuestos de caucho fino tenían poros más pequeños, además de una adhesión más efectiva entre las partículas de caucho; finalmente, el caucho ayuda a reducir las amplitudes térmicas durante el día, principalmente con el aumento del tamaño de partícula y el contenido de caucho.Abstract: Gypsum is the oldest synthetic construction material that is known, however it is a material about which there is little knowledge at the level of research, and in this work its study took place by making composites with the incorporation of rubber tires, aiming to obtain an alternative construction material. Thus, the objective was to investigate gypsum-based composites, with a mass incorporation of 5, 10, and 15% of two grades of vulcanized rubber residue from tire retreading processes. The granulometries are referred to as thin (sieve pass-through #0.60 mm) and thick (sieve pass-through #1.19 mm). The composites were investigated in terms of consistency (mini-slump), mass density, water absorption, surface hardness, flexural strength, compressive strength, scanning electron microscopy (SEM), and thermal behavior. The results revealed that rubber incorporation can be attractive in gypsum composites: in which the consistency decreased with the increase of the rubber content and the thick rubber granulometry favored the workability of the composites; the mass density was reduced, mainly with thin granulometry, as the rubber content in the composites increased; the water absorption showed that the high levels of rubber favor the penetration of water in the composites, regardless of the granulometry; the surface hardness showed reduced impact energy provided by the composite with 10% thin rubber; in both flexural strength and compression, the composite with 5% thin rubber showed a similar result to the control composite, while composites with 15% rubber suffered a gradual drop of up to 60 and 40%, respectively; with SEM it was observed that the thin rubber composites had smaller pores, in addition to more effective adhesion between the rubber particles; finally the rubber helps to reduce the thermal amplitudes during the day, mainly with the increase of the particle size and the rubber content.