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[ES] El presente trabajo final de máster se enfoca en la simulación numérica de un edificio de dos alturas y 2x2 vanos, construido con hormigón armado, que dispone de tabiques de fachada en el piso superior. Se va a estudiar la respuesta estructural y la robustez frente a eventos extremos, considerando limitar sus consecuencias a través del estudio del comportamiento del edificio frente a una retirada repentina de una de sus columnas de esquina. El trabajo se centra en la comprobación, mediante esta modelización, de cómo se distribuyen las cargas en el resto de los elementos del edifico cuando la columna de esquina falla. La modelización se va a realizar mediante el software informático Abaqus. Los resultados obtenidos, además, se compararán con los resultados experimentales producto de la realización de varios tests en un edificio probeta, a escala real, con las mismas características del modelo. El trabajo aquí presentado estudiará estrategias de modelización y otros escenarios a los ya estudiados en la fase experimental, aspectos que permitirán conocer mejor el comportamiento estructural de este tipo de estructuras frente a eventos extremos. Recordemos que actualmente, para edificios de alta ocupación y riesgo, las normativas internacionales más avanzadas (v.g. EC, GSA, DoD) obligan a estudiar la robustez de los edificios y proporcionar los detalles constructivos necesarios para evitar un colapso del edificio cuando falla una de sus columnas., [EN] This final master's thesis focuses on the numerical simulation of a two-story building with 2x2 bays, built with reinforced concrete, which has infill masonry walls on the upper floor. The structural response and robustness to extreme events have been studied, in order to consider limiting their consequences through the study of the behaviour of the building in the face of an accidental situation, in this case, the sudden withdrawal of one of its columns of corner. The work focuses on verifying, through this modelling, how the loads are distributed in the rest of the building elements when a corner column fails. The modelling was carried out using Abaqus computer software. Furthermore, the results obtained have been compared with the experimental results resulting from the performance of several tests in a test tube building, on a real scale, with the same characteristics of the model. The work presented here has studied modelling strategies and other scenarios to those already studied in the experimental phase, aspects that have allowed us to better understand the structural behaviour of this type of structures in the face of extreme events. Let us remember that currently, for buildings with high occupancy and risk, the most advanced international regulations (eg EC, GSA, DoD) force to study the robustness of the buildings and provide the necessary construction details to avoid a building collapse when one of its columns fails. In addition, from the amplification factors obtained from this study, an application will be made on a UPV building.

Se presenta una metodología para incorporar el colapso progresivo, dentro del análisis y diseño de una edificación convencional. En primer lugar se hace una contextualización profunda de lo que es el Colapso Progresivo, causas, medidas que preventivas, las normas que existen al respecto y la investigación actual en el tema. En el presente trabajo se define una metodología para modelar el colapso progresivo, mediante un modelo matemático explicando el fundamento teórico tomado para adelantar dicha modelación. Luego se desarrolla la implementación de la metodología, para lo cual se emplea el paquete OpenSees. Por último se analizan los resultados en comparación con los casos de estudio encontrados en la literatura y se discuten los resultados. Abstract. This work presents a methodology to incorporate progressive collapse into the analysis and design of conventional buildings. First a contextualization about the meaning of the progressive collapse is presented, its causes, preventive measures, standards and regarded guidelines and researches on this topic are discussed. After that defines a methodology to model the progressive collapse using a mathematical model explaining the theoretical basis of such a model. The implementation of the methodology developed, using the framework OpenSees. Finally, the results are analysed, compared and discussed with some cases found in the literature. Maestría

[EN] During the design of a building, engineers perform many calculations in order to obtain optimized solutions which balance costs, efficiency and, most of all, safety of the structure. A big amount of normative defines guidelines for designing and verifying structures considering different level of service along their efficient life. Despite this justified attention to the working life of buildings, there is almost no consideration on their construction phase. Shoring systems are used as temporary support for structures under construction and their primary function is to support and transmit various types of loads. To optimize this phase it has been developed a technique known as Clearing or partial Striking; it consists in removing a percentage of shores few days after the casting such that the load is redistributed between the slab and the remaining shores. In this way the shores removed in one floor can be used to start building the upper one. It is thus really important to conceive the process in a proper way assuring that the whole system is able to support the loads acting on it. This is the reason for which there is a prudent need to understand which conditions lead to the collapse of shoring systems and what measures can impounded in the design process to mitigate the risk of failure. The aim of this thesis is to perform a progressive collapse analysis, during the construction phase of the building, by instantly removing one or several primary load bearing elements and analyzing the structure¿s remaining capability to absorb the damage. The analysis have been performed varying load conditions and slab thicknesses and, once the results from standard shores cases have been obtained, calculations with load limiters have been performed. The entire study has been developed with finite elements by means of ANSYS APDL starting from a FE model developed by Alvarado (2010). The important aspect of this investigation has been the risk reduction of progressive collapse, in particular it has been analyzed the behavior performed by the structure when enhanced support systems are used. Along with the finite element study it has been taken part in a experimental study aimed at analyze the load transmission in enhanced shoring system. Some of the results obtained in this study could not be showed because part of a doctoral thesis that is being developed at the Polytechnic University of Valencia., [CA] En el disseny d'estructures, els enginyers executen càlculs per obtenir solucions amb un equilibri entre costos, eficiència i, sobre tot, seguretat de l'estructura. Avui en dia, un bon nombre de normes defineixen guies per al disseny y comprovació d'estructures, considerant diversos nivells de Servicio de l'estructura al llarg de la seua vida útil. Malgrat l'atenció dedicada a l'eficiència a llarg termini de l'estructura, la fase constructiva es encara un tema poc estudiat. Els sistemes utilitzats en la construcció es basen en construir els forjats sobre estructures auxiliars d'apuntalament, anomenades cimbres. Aquests sistemes s'utilitzen com sistemes de suport provisional y tenen la funció de suportar y transmetre les càrregues a les que estan sotmeses. Per optimitzar la fase de construcció s'han desenvolupat noves tècniques com el clarejat, que consisteix en retirar l'encofrat y més del 50% dels puntals que suporten el forjat poc dies desprès del seu formigonat. D'aquesta manera, els puntals retirats en una planta poden ser reutilitzats per a la construcció de la següent planta. Per tant, es molt important que el disseny del procés constructiu es realitze de forma que l'estructura puga suportar la càrrega sobre ella. Per aquesta raó, existeix la necessitat d'investigar sobre les condicions que porten al col·lapse progressiu de sistemes de cimbres y les mesures a tenir en compte per reduir el risc de col·lapse. L'objectiu d'aquest treball es el estudi del col·lapse progressiu en la fase de construcció d'una estructura amb forjats de llosa massissa. L'estudi s¿ha realitzat retirant un o més suports primaris y analitzant el comportament de l'estructura y la seua capacitat de suportar les accions que actuen sobre ella. L'anàlisi s'ha executat per a diferents condicions de càrrega y amb diversos espessors de forjat. S'han utilitzat sistemes de cimbres tradicionals i millorats amb la utilització d'elements anomenats limitadors de càrrega. L¿estudi s'ha realitzat utilitzant el programa de càlcul ANSYS APDL i s'ha desenvolupat a partir del model de Alvarado (2009) de la Universitat Politècnica de València. Addicionalment al estudi numèric realitzat, també es descriu en este treball un estudi experimental que pretén analitzar la transmissió de càrrega en sistemes de cimbres millorats amb la utilització de limitadors de càrrega en els puntals. Algun resultats obtinguts en aquest estudi no s'han pogut reportar y comentar ja que formen part d'una tesis doctoral que encara ha de ser publicada., [ES] Durante el diseño de estructuras, los ingenieros executan calculos para obtener soluciones que garanticen equilibrio entre costes, eficiencia y sobretodo seguritad de la estructura. A día de hoy, un buen número de códigos definen guías para el diseño y la comprobación de estructuras, considerando varios niveles de servicios a lo largo de la vida de la estructura. A pesar de la atención dedicada a la eficiencia a largo plazo de la estructura, la fase constructiva es todavía un tema poco conocido. Los sistemas usados en la fase de construcción se basan en construir los forjados sobre estructuras auxiliares de apuntalamiento, llamadas cimbras. Estos sistemas se usan como sistemas de soporte provisional y tienen la función de soportar y transmitir las cargas a las que están sometidas. Para optimizar la fase de construcción se han desarollado nuevas técnicas como el clareado, que consiste en retirar el encofrado y más del 50% de los puntales que soportan el forjado pocos días después de su hormigonado. De esta manera, los puntales retirados en una planta pueden ser reutilizados para la construcción de la planta siguiente. Es entonces muy importante que el diseño del proceso constructivo se diseñe de forma que la estructura pueda sostener la carga sobre ella. Por esta razón existe la necesidad de investigar sobre las condiciones que llevan al colapso progresivo de sistemas de cimbrados y las medidas a emplear para reducir el riesgo de colapso. El objetivo de este trabajo es el estudio del colapso progresivo en la fase de construcción de una estructura con forjados de losa maciza. El estudio se ha llevado a cabo retirando uno o más soporte primarios y analizando el comportamiento de la estructura y su capacidad de aguantar las acciones que actúan sobre ella. El análisis se ha ejecutado para diferentes condiciones de carga y con varios espesores de forjado. Se han analizado sistemas de cimbras tradicionales y mejorados con la inserción de elementos llamados limitadores de carga. El estudio se ha realizado usando el programa de cálculo ANSYS APDL y se ha desarrollado partiendo de un modelo desarrollado por Alvarado (2009) en la Universitat Politécnica de Válència. Adicionalmente al estudio numérico realizado, también se describe un estudio experimental que pretende analizar la transmisión de carga en sistemas de cimbrados mejorados con la inserción de limitadores de carga. Algunos resultados obtenidos en este estudio no se han podido reportar y comentar siendo parte de una tesis doctoral que todavía tiene que ser publicada.

In recent years, there has been a considerable increase in the number of publications related to structural failures in buildings, as shown by the publication of specialized journals, books, and articles, not to mention the proliferation of conferences dealing with the analysis of real cases of structural failure. The importance of studying real cases is based on the need to determine the causes of failure, with the aim, for example, of providing technical assistance to insurance companies in claims cases, designing appropriate repairs, learning from the failure, and consequently preventing recurrences. It should be pointed out here that the study of structural failures has always contributed to progress in thefield of structural design and has encouraged the creation of new theories, concepts, construction details, etc. Numerical modeling, for example, by the finite-element method (FEM), has made the study of structural failures much easier. The calculation programs currently in use can carry out complex processes and have ever more user-friendly interfaces. If we add to this the capacity of existing computers, we can see that the use of complex numerical models is highly appropriate for analyzing failures in actual structures. Being able to carry out nonlinear calculationsmakes it possible to simulate structural behavior until failure occurs or until the structure itself collapses. The possibilities of nonlinear calculations include material yielding and cracking, large displacements, use of intersurface contact areas, and analysis of buckling. This special issue of the Journal of Performance of Constructed Facilities is entitled “Analysis of Structural Failures Using Numerical Modeling” and has its origin in the work of the guest editor in recent years both in his university lectures and in his professional duties as a structural engineer. It contains nine papers that describe the use of numerical models to analyze actual cases of structural failures with the aim of showing the reader how useful the technique can be in analyzing causes and clarifying the failure process. In the first paper, Bartoli and Betti analyze the cracking found to be present in the Capella dei Principi in Florence, Italy, including onsite surveys for subsequent nonlinear FEMmodeling, which make it possible to reproduce the structure’s behavior and thus arrive at the cause of the damage. In the second, Milani and Venturini analyze failure mechanisms in four masonry-built churches by means of numerical modeling with several unique characteristics, such as an analysis of the entire masonry structure, the use of the homogenization technique, and nonlinear behavior. Xu et al. study the progressive collapse of stone arch bridges. Numerical simulation consists of using three-dimensional FEM to perform a nonlinear analysis using contact algorithms in conjunction with the deactivation-element technique. The results obtained predict the actual behavior of stone arch bridges. This paper thus provides reference points for the analysis and prevention of progressive collapse in stone arch bridges. While the first three papers in the special issue deal with the failure of historical masonry structures, the fourth and fifth focus on the failure of masonry walls in two recently constructed buildings. Lourenco and Medeiros describe the failure of a long curved veneer wall, which, shortly after being built, exhibited significant out-of-plane movements, in addition to which part of the wall collapsed during the operation of dismounting sections of veneer. By using FEM, the authors are able to clarify the causes of the collapse and to assist in designing the repair work. In the fifth paper in this special issue, del Coz Diaz et al. use numerical modeling to determine the causes of the collapse of a masonry curtain wall in an industrial building attributable to wind action. An initial model is developed to consider fluid-structure interaction to determine wind loads on the wall. Using the loads obtained from the first model, a simulation of the wall collapse is carried out by FEM. The sixth and seventh papers analyze failures in two metallic structures. Augenti and Parisi analyze the collapse of a long-span steel roof that fell without warning during construction. The authors carry out FEM simulations to determine the causes including the possibility of structural buckling. Fig. 1. Jose M. Adam, Ph.D., Civil Engineer