Resumen: cada año, millones de llantas usadas no se desechan de forma adecuada y, por tanto, generan un enorme problema ambiental en el mundo que se podría reducir a partir de la evaluación de este material como alternativa de refuerzo para el concreto. Es bien sabido que la tenacidad del concreto reforzado con fibras de acero se puede evaluar a partir del ensayo de absorción de energía en losas. El objetivo de este artículo es mostrar y analizar los resultados de una investigación enfocada en evaluar la respuesta mecánica de las losas de concreto reforzado con fibras recicladas de acero obtenidas de llantas usadas en Bogotá, Colombia. El programa experimental del estudio incluye 31 ensayos de compresión axial de cilindros y 15 ensayos a flexión en losas de concreto reforzadas utilizando dosificaciones nominales de 15 kg/m3, 30 kg/m3 y 60 kg/m3 de fibras de acero industrial o reciclada obtenidas de llantas usadas. A partir de la respuesta medida, se proponen ecuaciones preliminares de diseño para estimar las propiedades mecánicas de las losas de concreto reforzadas con fibras recicladas de acero.

Abstract: Millions of post-consumer tires are not adequately disposed of each year, and thus, are producing an enormous environmental problem in the world. This environmental impact may be reduced when assessing this material as an alternative reinforcement for concrete. It is widely known that the toughness of steel fiber-reinforced concrete is suitably assessed by energy absorption tests on slabs. The purpose of this paper is to show and discuss the results of a research aimed at assessing the mechanical response of concrete slabs reinforced with recycled steel fibers from post-consumer tires in Bogotá, Colombia. The testing program of the study comprised 31 axial compression tests on cylinders, and 15 bending tests on concrete slabs reinforced with nominal dosages of 15, 30, and 60 kg/m3 of industrial steel fibers or recycled fibers obtained from post-consumer tires. Based on the measured response, preliminary design equations are proposed to estimate the mechanical properties of concrete reinforced with recycled steel fibers.

Resumen La industria del mármol genera gran cantidad de desperdicio en polvo. Estos desechos carecen de un adecuado plan de manejo, además de resultar altamente contaminantes para la población que rodea el lugar de los depósitos de dichos materiales. Para ofrecer una solución, en este artículo se presentan los resultados del desarrollo de un ladrillo a base del polvo de mármol, que tenga una resistencia a compresión suficiente para construir muros de mampostería en viviendas de baja altura. El programa experimental incluye 16 dosificaciones diferentes, en las que se varía la cantidad de cemento, cal comercial para albañilería y arena, y se deja constante la de polvo-residuo de mármol. El programa incluye el ensaye a compresión de 160 ladrillos, 3 ensayos a compresión en muretes, 3 pruebas de adherencia validada a compresión en muretes y 48 pruebas de absorción. Los resultados de los ensayos demostraron que la resistencia a compresión de las piezas individuales y de muretes es de 4,0 MPa y de 1,9 MPa, respectivamente, y la absorción de las piezas es del 21 %. Estos resultados de absorción, compresión y adherencia son el primer indicativo de la viabilidad del uso de estos ladrillos para la construcción de muros de carga en viviendas desarrolladas en zonas de amenaza sísmica baja.

Abstract The marble industry generates a large amount of dust waste. These wastes do not have a pro-per management plan, as well as being highly contaminating the population surrounding the site of the deposits for these materials. To offer a solution, this article shows the results of the development of a brick-based marble powder to achieve sufficient compressive strength for the construction of masonry walls in low-rise housing. The experimental program includes 16 different dosages that varies the amount of cement, lime, and sand, and keep constant the marble powder. The program includes the compressive teste for 160 bricks, compressive tests for 3 small walls, validated adherence under compression teste for 3 small walls, and absorption tests for 48 bricks. The results of the test showed that the compression strength of the individual bricks and wall is 4.0 MPa y 1.9 MPa, respectively and the absorption of the bricks is 21 %. These results of absorption, compression and adhesion are a first indicator of the feasibility of used these bricks for the construction of load-bearing walls in housing projects developed in areas of low seismic demands.

Resumen El propósito del artículo es evaluar el método usado en el Reglamento colombiano de construcción sismo resistente ( NSR-10) para calcular las aceleraciones de piso que son necesarias para diseñar elementos no estructurales y elementos estructurales que no hacen parte del sistema de resistencia sísmica. En el estudio se comparan las aceleraciones máximas de pisos calculadas con las normas NSR-10, ASCE 7-10, UBC-97, el Eurocódigo 8-04 y NZS 1170.5-04, con las aceleraciones máximas de piso medidas en especímenes ensayados en mesa vibratoria, y en edificaciones existentes durante sismos reales. En el artículo también se propone una modificación al método actualmente utilizado por la NSR-10. La modificación propuesta genera una estimación más acertada de las aceleraciones necesarias para diseñar estos elementos en edificios de mediana y gran altura. Las recomendaciones propuestas se fundamentan en los resultados de la evaluación del método usado actualmente en la NSR-10, el procedimiento usado en otras normas sismorresistentes, en resultados experimentales medidos en modelos de estructuras de concreto reforzado y en aceleraciones registradas en edificios instrumentados.

Abstract The purpose is to evaluate the method used in the Colombian Earthquake Resistant Construction Regulations (NSR-10) to calculate the floor accelerations that are necessary to design non-structural elements and structural elements that are not part of the seismic resistance system. The study compares the maximum floor accelerations calculated with NSR-10, ASCE 7-10, UBC-97, Eurocode 8-04 and NZS 1170.5-04, with the maximum floor accelerations measured in specimens tested on a vibrating table, and in existing buildings during real earthquakes. The article also proposes a modification to the method currently used by NSR-10. The proposed modification generates a more accurate estimate of the accelerations needed to design these elements in medium and high-rise buildings. The proposed recommendations are based on the results of the evaluation of the method currently used in NSR-10, the procedure used in other seismic-resistant standards, experimental results measured in reinforced concrete structure models and accelerations recorded in instrumented buildings.

Resumo O propósito do artigo é avaliar o método usado no Regulamento colombiano de construção sismorresistente ( NSR-10) para calcular as acelerações de piso que são necessárias para desenhar elementos não estruturais e elementos estruturais que não fazem parte do sistema de resistência sísmica. No estudo, as acelerações máximas de pisos calculadas com as normas NSR-10, ASCE 7-10, UBC-97, o Eurocódigo 8-04 e NZS 1170.5-04 são comparadas com as acelerações máximas de piso medidas em modelos ensaiados em mesa vibratória e em construções existentes durante sismos reais. No artigo também se propõe uma modificação ao método utilizado atualmente pela NSR-10. A modificação proposta gera uma estimativa mais acertada das acelerações necessárias para desenhar esses elementos em edifícios de altura média e grande. As recomendações propostas se fundamentam nos resultados da avaliação do método usado atualmente na NSR-10, no procedimento usado em outras normas sismorresistentes, em resultados experimentais medidos em modelos de estruturas de concreto reforçado e em acelerações registradas em edifícios instrumentados.

Resumen Este estudio se enfocó en la evaluación experimental del comportamiento de vigas de acero de sección en I con rigidizadores longitudinales bajo la acción del pandeo lateral torsional. Treinta y tres (33) vigas de acero IPE-140 simplemente apoyadas con y sin rigidizadores longitudinales fueron ensayadas con una longitud no soportada lateralmente de 0.69 a 6.0 m. El espaciamiento de los rigidizadores fue de 0.42 m, que representó tres veces el peralte de la sección. El comportamiento estructural de las vigas se analizó en términos de su capacidad a flexión, el desplazamiento lateral del patín a compresión y el ángulo de giro de falla. Los resultados indicaron que el uso de rigidizadores longitudinales aumentó la capacidad a flexión hasta un 82% y disminuyó el desplazamiento lateral del patín a compresión y el ángulo de giro de falla hasta un 72 y 90% respectivamente, con respecto a los especímenes sin rigidizadores.

Abstract This study focused on the experimental assessment of the behavior of I-shaped steel beams with longitudinal stiffeners under the action of lateral-torsional buckling. Thirty-three IPE-140 steel beams with and without longitudinal stiffeners were tested under simple-support conditions with a laterally unbraced length ranging from 0.69 to 6.0 m. The stiffeners spacing was 0.42 m, which represented three times the depth of the section. The structural behavior of the beams is discussed in terms of their flexural capacity, the lateral displacement of the compression flange and the failure twist angle. The results showed that the use of longitudinal stiffeners increased the flexural capacity up to 82%, decreased the lateral displacement of the compression flange and the failure twist angle up to 72 and 90% respectively, with respect to the specimens without stiffeners.

RESUMEN Este artículo presenta el estudio experimental y numérico del efecto de las tensiones térmicas en el comportamiento mecánico de placas reforzadas. El estudio se centra en el análisis de placas cuadradas de carbono/epoxi en las cuales fueron pegados refuerzos diagonales. Estos refuerzos fueron pegados siguiendo dos metodologías diferentes: la primera consistió en pegar los refuerzos a temperatura de servicio (22 °C), mientras que en la segunda, los refuerzos fueron curados en autoclave a temperatura de 177 °C. La evaluación del comportamiento mecánico se basó en la realización de ensayos de rigidez, vibración libre y pandeo. Para el estudio de la rigidez de las placas, se utilizó una técnica óptica que permite determinar de manera precisa los desplazamientos fuera del plano cuando una fuerza estática transversal es aplicada. Para los ensayos de vibración fueron determinadas las frecuencias naturales asociadas a los primeros cuatro modos de vibración libre mediante el uso de un analizador de señales dinámicos. Para los ensayos de pandeo, fueron realizados ensayos de compresión en una máquina universal de ensayos, determinando los desplazamientos producidos durante el ensayo por medio de un procedimiento de procesamiento digital de imágenes. Todos los resultados obtenidos experimentalmente fueron comparados con resultados logrados a partir de aproximaciones numéricas realizadas con software comercial. Los resultados muestran el efecto de las tensiones térmicas residuales que se originan durante la manufactura de las placas en el desempeño mecánico de placas reforzadas diagonalmente.

ABSTRACT This paper presents an experimental and numerical study of the effect of residual thermal stresses on the mechanical behavior of diagonally reinforced plates. The study focuses on the analysis of carbon/epoxy square plates onto which diagonal reinforcements were glued. These reinforcements were glued using two different methodologies: the first method was to glue the reinforcements at operating temperature (22 °C), while in the second methodology reinforcements were cured in an autoclave at 177 °C. Mechanical behavior assessment was based on the stiffness, free vibration, and buckling tests. For the study of the stiffness of the plates, an optical technique to determine the transversal displacement caused by the presence of a static load was employed. For the vibration tests, the natural frequencies associated with the first four modes of free vibration were determined by using a dynamic signal analyzer. For the linear and non-linear buckling, compression tests on a universal testing machine were performed, determining the displacements produced during the test using the digital image processing method. All experimental results were compared with results obtained from numerical approximations made with commercial software. The results show the effect of residual thermal stresses caused during the manufacturing process on the mechanical performance of diagonally reinforced plates.

Resumen El uso de compuestos laminados se ha incrementado en la ingeniería moderna, fundamentalmente en proyectos en los cuales se requiere garantizar una adecuada resistencia y durabilidad. Se ha comprobado que algunas de las propiedades del material pueden ser afectadas por la aparición de tensiones residuales durante el proceso de manufactura. En este artículo, la influencia de las tensiones térmicas residuales en la vibración libre de compuestos laminados es analizada. Para el estudio experimental se empleó un laminado cuadrado de tipo pre-impregnado. El laminado fue reforzado usando dos tipos de refuerzos: laterales y perimetrales. Las placas fueron elaboradas usando dos diferentes técnicas: el primer tipo de laminados fue elaborado curando tanto la placa como los refuerzos a 177 °C de manera simultánea y posteriormente enfriados a la temperatura de servicio, mientras que para el segundo tipo de placas tanto las láminas como los refuerzos fueron preparados de forma independiente y pegados a temperatura de operación (22 °C). Un modelo numérico fue elaborado para comparar estos resultados con los resultados experimentales. Una buena precisión fue observada al comparar resultados numéricos y experimentales, mostrando que la presencia de tensiones térmicas residuales afecta el valor de las frecuencias naturales de vibración libre y la forma modal característica. Independientemente del tipo de refuerzo empleado, un notable incremento en estos valores fue observado, cuando el elemento se encuentra simplemente apoyado.

Abstract The use of laminated composite materials has increased in modern engineering, mainly in those projects that require an assurance of good strength and durability. It has been found that some properties of the material that ensure proper performance can be affected by the occurrence of residual stresses caused by the manufacturing process. In this paper, the influence of thermal residual stresses on the free vibration of reinforced plates is analyzed. For the experimental study, a square, reinforced, prepreg laminate was used. The laminate was reinforced using two different types of reinforcement: lateral and perimetral. The plates were prepared using two different techniques. The first group of laminates was prepared by curing the reinforcement at 177 °C. The second group of laminates was prepared by secondary bonding of the reinforcement to the laminate at room temperature (22 °C). A numerical model was elaborated for comparison with the experimental results. Accuracy was observed when comparing experimental and numerical results, showing that the presence of residual thermal stress affects the value of the natural frequencies of free vibration and the characteristic modal form of reinforced plates. Regardless of the type of reinforcement used, a notable increase in these values was observed, even when the element was simply supported.

Resumen Se describen y discuten los resultados del diseño y la implementación de una formaleta de acero para fundir y ensayar especímenes de losas de concreto con diferente geometría. La formaleta permite ahorrar espacio, materiales y costo, debido a sus diferentes posibles configuraciones; por ejemplo, permite fundir losas de diferentes tamaños. La formaleta evita adquirir otras con dimensiones específicas, lo cual implica mayores costos y mayor espacio para almacenamiento. La evaluación del desempeño de la formaleta se llevó a cabo a partir del análisis de resultados numéricos (deformación y esfuerzo) obtenidos de simulaciones con software de elementos finitos. El desempeño también se verificó durante la construcción y ensayo de especímenes de losas de concreto reforzadas con mallas electro-soldadas o fibras de acero. El nuevo molde en acero aquí presentado y discutido está actualmente en proceso de patente en la Superintendencia de Industria y Comercio de Colombia.

Abstract This paper describes and discusses the results of designing and implementing a steel formwork for casting and testing concrete slab specimens with different sizes. The formwork saves space, materials and costs due to the different configurations it may adopt, which allow, for instance, casting slabs with different sizes. The formwork avoids purchasing a greater number of formworks of particular dimensions, which increases costs and the space needed for storage. The formwork performance was assessed through the analysis of numerical results (strain and stress) obtained from simulations using finite element software. Performance was also verified during construction and testing of concrete slab specimens, reinforced with welded-wire meshes or steel fibers. The novel steel formwork herein presented and discussed is currently a patent pending in the Colombian Office of Industry and Commerce.

Resumo Descrevem-se e discutem-se os resultados do desenho e a implementação de um molde de aço para fundir e ensaiar espécimes de lajes de concreto com diferente geometria. O molde permite economizar espaço, materiais e custo, devido a suas diferentes possíveis configurações; por exemplo, permite fundir lajes de diferentes tamanhos. O molde evita adquirir outros com dimensões específicas, o que implica maiores custos e maior espaço para armazenamento. A avaliação do desempenho do molde foi realizada a partir da análise de resultados numéricos (deformação e esforço) obtidos de simulações com software de elementos finitos. O desempenho também foi verificado durante a construção e ensaio de espécimes de lajes de concreto reforçadas com redes eletro-soldadas ou fibras de aço. O novo molde em aço aqui apresentado e discutido está atualmente em processo de patente na Superintendência da Indústria e Comércio da Colômbia.

En este artículo se evalúa experimentalmente el efecto de las tensiones térmicas residuales en el pandeo y post-pandeo de placas compuestas reforzadas. El estudio se centra en el análisis de placas cuadradas de carbono-epoxi, en las cuales fueron colocados refuerzos laterales. Para evaluar el efecto de las tensiones que surgen durante el proceso de curado del laminado se utilizaron dos metodologías diferentes en el proceso de pegado de los mismos: en el primer procedimiento los refuerzos fueron pegados a temperatura ambiente (22ºC), mientras que en el segundo procedimiento se curaron en autoclave a 177ºC, provocando un gradiente térmico de 155ºC. Para los ensayos de pandeo y post-pandeo se aplicó una fuerza de compresión y se midieron los desplazamientos transversales originados en la placa con ayuda de una técnica óptica llamada topogrametría. Los resultados experimentales fueron comparados con resultados numéricos obtenidos con el software comercial ABAQUS®. Los valores obtenidos demuestran el efecto de la inducción de tensiones residuales durante el proceso de manufactura de laminados compuestos, en el comportamiento mecánico de los mismos, específicamente en el pandeo y post-pandeo, el cual queda evidenciado en un aumento de la rigidez de las placas, al ser curadas a una temperatura de 177ºC.

The objective of this work is to evaluate experimentally the effects of the thermal residual stresses on the buckling and post-buckling behavior of plates manufactured with reinforced symmetrical laminates. This study presents the analysis of square carbon/epoxy plates reinforced using lateral reinforcements. The reinforcements were bonded using two different procedures. In the first procedure, the reinforcements were bonded at room temperature, whereas in the second procedure they were co-cured with the plate at 177ºC. The buckling and post-buckling tests were performed applying a compression and the transverse displacements caused by the load were also measured using the topogrametry technique. All the experimental results were compared with numerical results using commercial software ABAQUS®. The obtained values demonstrated the influence of the thermal residual stresses on the mechanical behavior of the plate, especially in the buckling and post-buckling behavior, which is evidenced by an increase on stiffness of the composite plates, to be cured at a temperature of 177ºC.

Resumen La mayoría de ingenieros estructurales en Colombia están interesados en evaluar la variación de las cantidades de refuerzo de muros de concreto cuando estos se diseñan para cumplir con requisitos de categorías de disipación de energía superiores a las exigidas por la NSR-10. Por tanto, en este artículo se comparan y discuten las cuantías de acero de refuerzo obtenidas del diseño de muros en concreto reforzado de dos edificios para vivienda en sistema de construcción industrializado. Los dos edificios son de distinto número de pisos, diseñados con base en distintas categorías de disipación de energía, y están localizados en diferentes zonas de amenaza sísmica. Los resultados obtenidos demostraron que, para edificios de mediana altura localizados en zona de amenaza sísmica intermedia y utilizando desplazamientos de diseño cercanos a la deriva máxima permisible, se puede generar un ahorro en la cantidad de refuerzo cuando el diseño estructural se realiza utilizando los requisitos de la categoría DES en lugar de aquellos de la categoría DMO.

Abstract Most structural engineers in Colombia are interested in assessing the variation of reinforcement quantities of concrete walls when designed for fulfilling requirements of categories of energy dissipation, higher than those required by nsr-10. This paper compares and discusses the steel reinforcement ratios obtained from the design of reinforced concrete walls of two housing buildings having an industrialized construction system. The two buildings have different number of stories, were designed based on different categories of seismic behavior, and are located in different seismic hazard zones. Results obtained in this study demonstrated that, for high-rise building located in intermediate seismic hazard zone and using design displacements close to the allowable drift ratio, savings in the reinforcement quantities can be obtained when structural design is carried out using requirements of des category instead of those of dmo category.

Abstract New trends on high performance materials have motivated the use of steel fibers for improving concrete performance. The paper shows the results of an experimental research program aimed at evaluating the fiber content required to obtain a flexural performance equivalent to that of the slab-on-ground reinforced with with welded-wire mesh and the minimum steel ratio for shrinkage and temperature. The experimental program included flexural tests of 10 600-mm square concrete slabs, thickness of 100 mm, and different type of reinforcement; i.e, slabs with welded-wire mesh having cold-drawn wires of 5mm-diameter and spacing of 150 mm; slabs with different contents of steel fibers (5, 9 and 18 kg/m3) and slabs with plain concrete. Load-deflection curves were used for computing the energy absorption related to different values of deflection at mid-span of slab. Results of a linear regression analysis were used to propose the equivalent fiber content to replace, for a particular value of deflection, the conventional reinforcement of the concrete slab-on-ground.

Resumen Las nuevas tendencias de materiales de alto desempeño ha motivado el uso de fibras de acero para mejorar el comportamiento del concreto. En el artículo se presentan los resultados de un proyecto de investigación experimental que busca evaluar el contenido de fibras de acero necesario para obtener un desempeño a flexión equivalente al de la losa de concreto sobre terreno reforzada con malla electrosoldada y con la cuantía mínima por contracción y temperatura. El programa experimental incluyó ensayos a flexión de 10 losas cuadradas de 600 mm de lado, 100 mm de espesor y diferente tipo de refuerzo; por ejemplo, losas con malla electrosoldada de alambres formados en frío con diámetro de 5 mm y aberturas cuadradas de 150×150 mm, losas con diferentes contenidos de fibra de acero (5, 9 y 18 kg/m3), y losas de concreto simple. Las curvas carga-deflexión se utilizaron para determinar la absorción de energía asociada a diferentes valores de deflexión en el centro del claro de la losa. Los resultados de un análisis de regresión lineal se utilizaron para proponer el contenido equivalente de fibras de acero para remplazar, para un valor determinado de deflexión, el refuerzo convencional de la losa de concreto sobre terreno.

El artículo propone una herramienta didáctica para aplicar carga cuasi-estática durante ensayos de pequeños elementos y sistemas estructurales. Inicialmente, se evalúa la magnitud de las fuerzas que se aplican a los especímenes por medio de simulaciones realizadas en SolidWorks y Labview. Luego, se seleccionan actuadores, con capacidades de 300 kN, 50 kN y 20 kN y se ensamblan al marco de carga del laboratorio. Después, se realiza el diseño y evaluación de los elementos del sistema hidráulico, tales como la bomba, válvulas y tarjeta de potencia eléctrica. A continuación, se realiza el diseño de los sistemas de control por fuerza y desplazamiento y el sistema de adquisición de datos. Estos sistemas consisten en un controlador proporcional y en un bloque conector para adquirir las señales definidas para el sistema, respectivamente. Se espera que el sistema propuesto promueva actividades académicas y de investigación sobre el desempeño de pequeños modelos estructurales sometidos a diferentes tipos de fuerzas cuasi-estáticas.

O artigo propõe uma ferramenta didática para aplicar carga quase-estática durante ensaios de pequenos elementos e sistemas estruturais. Inicialmente é avaliada a magnitude das forças que são aplicadas aos espécimenes através de simulações realizadas em SolidWorks e Labview. Imediatamente depois, são selecionados atuadores com capacidades de 300 kN, 50 kN e 20 kN. Estes atuadores são ensamblados ao marco de carga do Laboratório. Depois é realizado o desenho e avaliação dos elementos que compõem o sistema hidráulico, tais como a bomba, as válvulas e a placa de energia elétrica. A continuação é feito o desenho dos sistemas de controle por força e deslocamento, e do sistema de aquisição de dados. Estes sistemas são compostos por um controlador proporcional e um bloco de ligação que permite adquirir os sinais definidos para o sistema, respectivamente. Se espera que o sistema proposto possa promover atividades acadêmicas e de pesquisa relacionadas ao desempenho de pequenos modelos estruturais submetidos a diferentes tipos de forças quase-estáticas.

The paper proposes an educational tool for applying quasi-static loads during tests on small structural elements and systems. The magnitude of forces applied to prototypes is initially evaluated using simulations carried out in SolidWorks and Labview. Actuators having capacities of 300 kN, 50 kN and 20 kN were then selected and connected to the load frame of the Lab. Design and assessment of the elements of the hydraulic system, such as the pump, valves and the electric power board, were then performed. After that, the design of the load and displacement control system and the acquisition system, were designed. These systems involve a proportional controller and a connector block to acquire the signals defined by the system, respectively. It is expected that the proposed system promotes academic and research activities on the performance of small structural models subjected to different types of quasi-static forces.

L'article propose un outil didactique pour appliquer une charge quasi-statique durant des essais de petits éléments et de systèmes structurels. On évalue initialement la taille des forces qui s'appliquent aux spécimens au moyen des simulations sont réalisées dans SolidWorks y Labview. Ensuite, des actuateurs sont sélectionnés avec capacités de 300 kN, 50 kN et 20 kN, et sont assemblés au cadre de charge du Laboratoire. Après on réalise la conception et l'évaluation des éléments, tels que le système hydraulique comme la bombe, les soupapes et la carte de puissance électrique. Ensuite on réalise la conception des systèmes qui est composé d'un dispositif de contrôle proportionnel par force et déplacement, et le système d'acquisition de données. Ces systèmes sont constitués d'un contrôleur proportionnel et un autre bloc connecteur pour acquérir les signaux définis pour le système, respectivement. Il s'attend que le système proposé encourage les activités académiques et de recherche sur la performance de petits modèles structurels soumis à différents types de forces quasi-statiques.

Abstract: Steel fiber reinforced concrete (SFRC) has become a solution to improve the concrete performance and to optimize the construction systems. The paper shows and discusses the results of an experimental program aimed at studying the flexural performance of concrete slabs-on-ground reinforced with steel fibers to be used in housing. The experimental program included flexural tests of eight 600-mm square concrete slabs having thickness of 100 mm; six slabs with three different contents of steel fibers (5, 9 and 18 kg/m3, two slabs for each fiber content), and two slabs of plain concrete. Compressive, elasticity modulus, splitting tensile and flexural test of 36 standard cylinders and 12 standard beam specimens were carried out to characterize the mechanical properties of concrete. The paper includes the discussion of not only the correlations between mechanical properties and design parameters of steel fiber reinforced concrete, but also the load- and toughness-deflection curves of concrete slabs reinforced with different contents of steel fibers. Results demonstrated that, except of peak strength, deflections at peak and ultimate load, and toughness at failure of slabs increased significantly as the fiber content augmented.

Resumen: El concreto reforzado con fibras de acero (CRFA) se ha convertido en una solución para mejorar el desempeño del concreto y optimizar los sistemas constructivos. En este artículo se presentan y discuten los resultados de un programa experimental para estudiar el desempeño a flexión de losas de concreto sobre terreno reforzadas con fibras de acero para uso en vivienda. El programa experimental incluyó ensayos a flexión de ocho losas cuadradas de concreto de 600 mm de lado y 100 mm de espesor; seis losas con tres dosificaciones diferentes de fibra de acero (5, 9 y 18 kg/m3, dos losas para cada dosificación), y dos losas de concreto simple. Para caracterizar las propiedades mecánicas del concreto se realizaron ensayos en compresión, módulo de elasticidad, tensión indirecta y flexión, utilizando 36 especímenes en forma de cilindros y 12 especímenes en forma de vigas. El artículo incluye la discusión no solo de las correlaciones entre las propiedades mecánicas y los parámetros de diseño del concreto reforzado con fibras de acero, sino también de las curvas carga-deflexión y las curvas tenacidad-deflexión de las losas de concreto reforzadas con las diferentes dosificaciones de fibra de acero. Los resultados demostraron que, a diferencia de la carga máxima, las deflexiones en las cargas máxima y última, y la tenacidad en la falla de las losas aumentaron significativamente a medida que se incrementó la dosificación de fibras de acero.

Abstract Several mechanical properties can be affected by the occurrence of residual stresses due to curing, and their effects are more pronounced in laminated composites. The effect of the thermal residual stresses on the buckling and post-buckling properties of perimetrally reinforced laminated composites is experimentally characterized. Carbon/epoxy laminates were prepared using two different techniques. One group of laminates was prepared by co-curing the reinforcement at 177 °C. The second group of laminates was prepared by secondary bonding of the reinforcement to the laminate at room temperature (22°C). Topogrammetry equipment was utilized in order to determine the buckling and post-buckling properties of these two groups of laminates. A numerical model was achieved using commercial software for comparison with the experimental results. Suitable accuracy was observed when comparing experimental and numerical results. The co-cured laminates developed considerably higher critical load for buckling values than those obtained for laminates produced with secondary bonding at room temperature. The experimental and numerical results of this study demonstrate the importance of curing-induced thermal residual stresses on the mechanical behavior of laminate composites.

A comparative analysis of the costs related to the construction of low-rise, low-cost and social welfare housing was carried out. The study included three of the most commonly used structural systems for low-rise housing in Latin America, such as the traditional system of confined masonry walls, concrete walls conventionally reinforced with welded-wire meshes and concrete walls reinforced with steel fiber. The cost comparison was carried out by budgets analysis, which were performed based on construction quantities, unit prices and particular items for each structural system. It was found in the study that, from an economic point of view, the systems of concrete walls reinforced with welded-wire meshes or steel fibers are more advantageous than confined masonry systems. In addition, the integral comparison of the three structural systems demonstrates that the industrialized system of steel fiber reinforced concrete walls allows obtaining greater advantages of cleaning and sustainability, faster construction, lower cost and a more attractive scenario for builders investing in such projects.

Se realizó un análisis comparativo de los costos asociados a la construcción de vivienda de baja altura, bajo costo y de interés social. El estudio incluyó tres de los sistemas estructurales más utilizados para la construcción de vivienda de baja altura en Latinoamérica, tales como el sistema tradicional de muros de mampostería confinada, muros de concreto reforzados convencionalmente con mallas electrosoldadas y muros de concreto reforzados con fibras de acero. La comparación de los costos se llevó a cabo mediante el análisis de presupuestos, los cuales se realizaron con base en las cantidades de obra, los precios unitarios y los ítems particulares de cada sistema estructural. En el estudio se determinó que, desde el punto de vista económico, los sistemas de muros de concreto reforzados con mallas electrosoldadas o con fibras de acero son más favorables que los sistemas de mampostería confinada. Adicionalmente, la comparación integral de los tres sistemas estructurales demuestra que el sistema industrializado de muros de concreto reforzado con fibras de acero permite obtener mayores beneficios de limpieza y sostenibilidad, mayor velocidad de construcción, menor costo y un panorama más atractivo para los constructores que invierten en este tipo de proyectos.

Las mesas vibratorias son herramientas cruciales para estudiar el desempeño de estructuras ante acciones sísmicas. Estos dispositivos se han convertido en una parte fundamental para la ingeniería sismorresistente y han demostrado ser efectivos para estudiar modelos dinámicos estructurales complejos. Uno de los aspectos más importantes que se deben considerar en la implementación de una mesa vibratoria es el sistema control necesario para reproducir precisamente los movimientos sísmicos. A partir de una extensa revisión de la literatura disponible, en este artículo se describen y discuten algunos de los sistemas de control más utilizados en diferentes tipos de mesas vibratorias utilizadas en el mundo. Con base en el análisis de los alcances, ventajas y limitaciones de los sistemas de control estudiados también se indican los controles con gran potencial de implementación en mesas vibratorias de uno y varios grados de libertad.

Shake tables are crucial tools for studying the performance of structures under seismic actions. These devices have become an essential tool for earthquake-resistant engineering and have demonstrated to be effective for studying complex structural dynamic models. One of the most important aspects to consider during implementation of a shake table is the system control needed to reproduce accurately the seismic movements. From an extensive revision of available literature, this article examines and discusses some of the controls more used in different types of shake tables around the world. Based on the analysis of scopes, advantages and drawbacks of control systems studied, it is also indicated the controls having great feasibility to be implemented in shake tables of single and multiple degrees of freedom.