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dc.contributor.authorGuzmán Guzmán, Juan Sebastiánspa
dc.date.accessioned2021-02-09T16:30:44Z
dc.date.accessioned2021-10-01T15:31:07Z
dc.date.available2021-02-09T16:30:44Z
dc.date.available2021-10-01T15:31:07Z
dc.date.issued2020
dc.identifier.urihttps://catalogo.escuelaing.edu.co/cgi-bin/koha/opac-detail.pl?biblionumber=22572
dc.identifier.urihttps://repositorio.escuelaing.edu.co/handle/001/1361
dc.description.abstractUltra-high-performance fiber reinforced concretes (UHPFRC) have become a construction material of great interest within the scientific community. The capacity of UHPFRCs to present a strain-hardening behavior under direct tensile test has led to it being increasingly included in the construction and rehabilitation of structures. However, its high cost and complexity in its production has limited its use in Colombian industry. Therefore, it is necessary to reduce the production cost of UHPFRC, both in raw materials and in development. In this research, machine learning algorithms such as Random Forest are carried out to predict the parameters of the UHPFRC's direct tensile behavior: g, energy absorption capacity (measured in kJ/m3) and εpc, strain under maximum post-cracking load (measured in %). Knowledge of these parameters is essential for applications that require high ductility, such as the rehabilitation and seismic retrofitting of existing non-ductile structures. Once the predictive models were developed and validated statistically and experimentally, a multi-objective optimization algorithm was used to determine the blend and fiber content that, using an optimized cementitious matrix dosage, would achieve the ductility requirements necessary for the seismic retrofitting applications of structures. (g ≥50 kJ/m3 and εpc≥0.3%) at the lowest cost. The results of this master's thesis showed that a mixture of UHPFRC with a hybrid mixture of 0.32% high strength steel fiber and 1.52% hook-shaped normal strength steel fiber by volume (1.90% of total volume fiber fraction) achieved the ductility criteria described at the lowest cost. As a conclusion, it was found that the Random Forest algorithms turned out to be an effective tool for predicting the behavior of the UHPFRC, allowing to reduce costs and research times in the development of new dosages.spa
dc.format.mimetypeapplication/pdfspa
dc.language.isospaspa
dc.publisherEscuela Colombiana de Ingeniería Julio Garavitospa
dc.subjectUHPFRCspa
dc.subjectAprendizaje Automáticospa
dc.subjectOptimización multiobjetivospa
dc.subjectBosques Aleatoriosspa
dc.titlePredicción del comportamiento a tracción directa del UHPFRC mediante la técnica de Bosques Aleatorios.spa
dc.typeTrabajo de grado - Maestríaspa
dc.thesis.disciplineMaestría en ingeniería civilspa
dc.thesis.grantorAbellán García, Joaquín (dir)spa
dc.thesis.grantorTorres Castellanos, Nancy (Co-dir )spa
dc.thesis.levelMaestríaspa
dc.thesis.nameMaestría en Ingeniería Civil con Énfasis en Estructurasspa
dc.type.versioninfo:eu-repo/semantics/publishedVersionspa
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccessspa
dc.type.contentTextspa
dc.type.dcmi-type-vocabularyTextspa
dc.type.driverinfo:eu-repo/semantics/masterThesisspa
dc.description.resumenLos concretos de ultra-alto desempeño reforzados con fibras (UHPFRC, por sus siglas en inglés) se han convertido en un material de construcción de gran interés por parte de la comunidad científica. La capacidad de los UHPFRC de presentar un comportamiento de endurecimiento por deformación al ser sometidos a esfuerzos de tracción ha generado que cada vez más este nuevo material sea incluido en la construcción y rehabilitación de estructuras. Sin embargo, su elevado costo y complejidad en su producción han limitado su uso en la industria colombiana. Por lo tanto, es necesario reducir el costo de producción del UHPFRC, tanto en materias primas como en desarrollo. En el presente proyecto se realizan algoritmos de aprendizaje automático de tipo Bosques Aleatorios para predecir los parámetros del comportamiento a tracción directa del UHPFRC: g, capacidad de absorción de energía (expresada en kJ/m3) y εpc, deformación bajo carga máxima post fisuración (expresado en %). El conocimiento de estos parámetros es fundamental para aplicaciones que requieran elevada ductilidad, como la rehabilitación y mejora sismo resistente de estructuras no dúctiles. Una vez desarrollados y validados estadística y experimentalmente los modelos predictivos, se utilizó un algoritmo de optimización multiobjetivo para determinar la mezcla y contenido de fibras que, utilizando una dosificación optimizada de la matriz cementante, alcanzase los requerimientos de ductilidad necesarios para el reforzamiento sísmico de estructuras (g ≥50 kJ/m3 y εpc≥0.3%) al menor costo. Los resultados de esta tesis de maestría arrojaron que una mezcla de UHPFRC con una mezcla híbrida de fibra de acero de alta resistencia al 0.32% y de fibra de acero de resistencia normal conformada en forma de gancho al 1.52% en volumen (contenido total de fibras del 1.90%) fue suficiente para alcanzar los criterios de ductilidad descritos. Como conclusión se tuvo que los algoritmos de Bosques Aleatorios resultaron ser una herramienta efectiva para la predicción del comportamiento del UHPFRC, permitiendo reducir costos y tiempos de investigación en el desarrollo de nuevas dosificaciones.spa
dc.subject.keywordsUHPFRCspa
dc.subject.keywordsMachine learningspa
dc.subject.keywordsMulti-objective optimizationspa
dc.subject.keywordsRandom Forestsspa


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