The finite element method is a powerful analysis tool which has facilitated a better understanding of the behaviour of reinforced concrete structures. Its use in the research field is widespread and complements experimental tests and the development of new analytical models. Its application in practice engineering has permitted to deal with complex elements. However, the general structural engineer is still reluctant to consider finite element modelling for his work as he finds most of these models excessively sophisticated for his needs and knowledge. In particular, complexity of many finite element tools usually derives from the adoption of advanced concrete constitutive models. Implementation of more simple models based on engineering practice could facilitate its use by less experienced finite element users. In structural engineering practice finite element analysis can be of great usefulness to deal with those more problematic elements and/or where the application of traditional analysis methods presents limitations. This includes the so-called D-regions with a 3D behaviour. The strut-and-tie method and the stress field method are consistent and rational tools for the analysis and design of D-regions, but while their application to 2D elements is well covered in literature, its extension to 3D is problematic. This generally explains why excessively conservative assumptions are still common in the design of these elements. Refinement of current analytical and design approaches or the use of finite element analysis could lead to more rational solutions which in turn will reduce material requirements and costs. A 3D nonlinear finite element-based tool was developed in this thesis oriented towards the analysis and design of 3D D-regions by less experienced finite element users. Regarding material modelling, an orthotropic concrete model was adopted to permit the use of uniaxial stress-strain relationships. Only one single parameter, the uniaxial compressive strength of concrete, needs to be defined. Additionally, several aid functions were implemented, among which the following can be highlighted: a comprehensive, embedded reinforcement model to facilitate the introduction of complex rebar geometries; special support and load elements permitting an integrated and simple treatment of the boundary conditions imposed by them; and a simple design algorithm for the automatic determination of the required rebar areas. Three examples of applications to representative 3D D-regions are presented to show the capabilities of the tool. In particular, the analyses of fourteen four-pile caps, three socket base column-to-foundations connections and one anchorage block are described in the third part of the thesis. Results prove that realistic response predictions can be obtained considering relatively simple constitutive models. The capacity of the tool to configure consistent stress field models depending on the reinforcement arrangement is also demonstrated. The generation of rational reinforcement configurations by applying the implemented design algorithm is also shown. A strut-and-tie-based method for the analysis and design of four-pile caps with rectangular geometries is proposed in the fourth part. The method is based on a refined 3D strut-and-tie model and the consideration of three potential modes of failure: exceeding the reinforcement strength, crushing of the diagonal strut at the base of the column with narrowing of the strut and splitting of the diagonal strut due to transverse cracking. The main innovation is that the strut inclination is not fixed as in current strut-and-tie-based design procedures, but determined by maximizing the pile cap strength. The method accounts for strength softening of cracked concrete, compatibility constraints and reinforcement details. Its application to 162 specimens of literature led to very good predictions of the ultimate strength and, to a lesser extent, of the mode of failure. / El método de los elementos finitos es una potente herramienta de análisis que ha facilitado un mejor conocimiento del comportamiento de las estructuras de hormigón armado. Su uso en el ámbito de la investigación está ampliamente extendido. Su aplicación en la práctica ingenieril ha permitido la resolución de elementos complejos. Sin embargo, el ingeniero estructural común todavía es reticente a usar la modelización por elementos finitos ya que considera que la mayoría de estos modelos son excesivamente sofisticados para sus necesidades. La complejidad de muchas herramientas de elementos finitos suele derivarse de la adopción de modelos constitutivos de hormigón avanzados. La implementación de modelos más sencillos podría facilitar su uso por usuarios menos experimentados. En la práctica ingenieril el análisis con elementos finitos puede ser de gran utilidad para tratar aquellos elementos más problemáticos y/o donde la aplicación de los métodos de análisis tradicionales presenta limitaciones. Esto incluye las llamadas regiones D con comportamiento 3D. El método de bielas y tirantes y el método de campos de tensiones son herramientas racionales para el análisis y dimensionamiento de regiones D, pero su extensión a 3D es problemática. Este hecho explica por qué se adoptan todavía hipótesis excesivamente conservadoras en el dimensionamiento de estos elementos. La propuesta de métodos analíticos y de diseño más adecuados o la modelización con elementos finitos podría conducir a soluciones más racionales, lo que a su vez reduciría las necesidades de material y los costes. Como parte de esta tesis se ha desarrollado una herramienta de cálculo no lineal basada en el método de los elementos finitos orientada al análisis y dimensionamiento de regiones D tridimensionales por usuarios con menos experiencia en la modelización con elementos finitos. Se ha adoptado un modelo ortotrópico para el hormigón para permitir el uso de relaciones uniaxiales de tensión-deformación. Sólo es necesario definir un único parámetro, la resistencia a compresión uniaxial del hormigón. Adicionalmente, se han implementado varias funciones de ayuda, entre las que destacan: un modelo de armadura embebida para facilitar la introducción de geometrías de armado complejas; elementos especiales de apoyo y de carga que permiten un tratamiento integral de las condiciones de contorno; y un algoritmo de diseño para la determinación automática del área de armado necesaria. Se presentan tres ejemplos de aplicación a regiones D 3D representativas para mostrar las capacidades de la herramienta. En concreto, en la tercera parte del documento se describen los análisis de catorce encepados, tres cálices de cimentación y un bloque de anclaje. Los resultados muestran que se pueden obtener predicciones bastante realistas considerando modelos constitutivos relativamente sencillos. También se demuestra la capacidad de la herramienta para configurar modelos de campo de tensiones consistentes dependiendo de la configuración de armado. Además se muestra la capacidad del algoritmo de diseño para configurar disposiciones de armado racionales. En la cuarta parte se propone un método para el análisis y dimensionamiento de encepados sobre cuatro pilotes con geometría rectangular. El método se basa en un modelo 3D de bielas y tirantes refinado y la consideración de tres modos de fallo posibles: rotura del acero, aplastamiento de la biela diagonal en la base de la columna con estrechamiento de la misma y splitting de la biela diagonal debido a la fisuración transversal. La principal novedad es que el ángulo de la biela no se fija como en otros modelos, sino que se determina mediante la maximización de la resistencia del encepado. El método considera el debilitamiento de la resistencia del hormigón fisurado, condiciones de compatibilidad de deformaciones y detalles de armado. Su aplicación a 162 especímenes dio luga / El mètode dels elements finits és una potent eina d'anàlisi que ha facilitat un millor coneixement del comportament de les estructures de formigó armat. El seu ús en l'àmbit de la investigació està àmpliament estès. La seua aplicació en la pràctica enginyeril ha permès la resolució d'elements més complexos. No obstant això, l'enginyer estructural comú encara és reticent a fer servir la modelització per elements finits ja que considera que la majoria d'aquests models són excessivament sofisticats per a les seues necessitats i el seu conèixement. En concret, la complexitat de moltes eines d'elements finits sol derivar-se de l'adopció de models constitutius avançats de formigó. La implementació de models més senzills basats en la pràctica enginyeril podria facilitar el seu ús per a usuaris menys experimentats en la modelització amb elements finits. A la pràctica enginyeril l'anàlisi amb elements finits pot ser de gran utilitat per a tractar aquells elements més problemàtics i/o on l'aplicació dels mètodes d'anàlisi tradicionals presenta limitacions. Això inclou les anomenades regions D amb comportament 3D. El mètode de bieles i tirants i el mètode de camps de tensions són eines racionals per a l'anàlisi i dimensionament de regions D, però la seua extensió a 3D és problemàtica. Aquest fet explica per què s'adopten encara hipòtesis excessivament conservadores en el dimensionament d'aquests elements. La proposta de mètodes analítics i de disseny més adequats o la modelització amb elements finits podria conduir a solucions més racionals, amb el que també es reduirien les necessitats de material i els costos. Com a part d'aquesta tesi s'ha desenvolupat una eina de càlcul no lineal basada en el mètode dels elements finits orientada a l'anàlisi i dimensionament de regions D tridimensionals per a usuaris amb menys experiència en la modelització amb elements finits. S'ha adoptat un model ortotròpic per al formigó per permetre l'ús de relacions uniaxials de tensió-deformació. Només cal definir un únic paràmetre, la resistència a compressió uniaxial del formigó. Addicionalment, s'han implementat diverses funcions d'ajuda, entre les quals destaquen: un model d'armadura embeguda per facilitar la introducció de geometries d'armat complexes; elements especials de suport i de càrrega que permeten un tractament integral i senzill de les condicions de contorn; i un algoritme de disseny per a la determinació automàtica de l'àrea d'armat necessari. Es presenten tres exemples d'aplicació a regions D 3D representatives per mostrar les capacitats de l'eina. En particular, en la tercera part del document es descriuen les anàlisis de catorze enceps sobre quatre pilons, 3 calzes de fonamentació i un bloc d'ancoratge. Els resultats mostren que es poden obtenir prediccions prou realistes considerant models constitutius relativament senzills. També es demostra la capacitat de l'eina per configurar models de camp de tensions consistents depenent de la configuració d'armat. A més es mostra la capacitat de l'algoritme de disseny per configurar disposicions d'armat racionals. En la quarta part es proposa un mètode per a l'anàlisi i dimensionament d'enceps sobre quatre pilons amb geometria rectangular. El mètode es basa en un model 3D de bieles i tirants refinat i la consideració de tres modes de fallada possibles: trencament de l'acer, aixafament de la biela diagonal a la base de la columna amb estrenyiment de la mateixa i splitting de la biela diagonal per causa de la fissuració transversal. La principal novetat és que l'angle de la biela no es fixa com en els models actuals de bieles i tirants, sinó que es determina mitjan\c{c}ant la maximització de la resistència de l'encep. El mètode proposat considera el debilitament de la resistència del formigó fissurat, condicions de compatibilitat de deformacions i detalls d'armat. La seua aplicació a 162 espècimens de la liter / Meléndez Gimeno, C. (2017). A finite element-based approach for the analysis and design of 3D reinforced concrete elements and its applications to D-regions [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/86193

The goal of the master thesis is the design and construction of a device for capturing video sequences of the cardiovascular system of the finger of a human hand and the subsequently design and implementation of a method of data extraction for its reconstruction into a 3D model.

Aim of the thesis is to explain the issue of forces acting in circuit breaker caused by magnetic fields induced by short-circuit current. This thesis is focused on force affecting in concrete system of a circuit breaker. The given circuit breaker is made by OEZ Letohrad, the type Modeion BD250. In the thesis the way of creating 3-D model is shown for the purpose of creating numeric simulation by ANSYS 11. The next approach of the thesis is the description of applicating the results for DC and AC current calculations. The noted calculation is made in the programme MATLAB 6.5. The solutions are mentioned at calculations both in the graphic form and numeric specifications. Visualisation was made by using GIF graphic system animation. The individual pictures processing was done in the programme UNLEAD GIF ANIMATOR 5.

The final thesis deals with strengthening of cast-in-place concrete ceiling in existing construction for couple of escalators. New prestressed beam, columns in new positions and strengthened girder with unbonded strands are building in this adjustments. Every member, including the existing construction, is verified for ultimate and serviceability limit state. Prestressed members are alternatively designed with bonded strands and these variants are comparison in terms of utilization and calculation.

The aim of this thesis is to propose and evaluate static three-storey reinforced concrete structure. For static analysis supporting structure was used computer program based on FEM SCIA - Engineer 2013 - student version. In computing program have been two independent computational models and in 2D and 3D space. The results were compared and evaluated with each other. On the basis of the report is drafted drawings consisting of reinforcement drawing and drawing shape.

Useless things. I normally use trash things like pattern in painting still life. My father suffers from obsessive compulsive disorder – accumulation of things. In addition to painting, I also work with objects themselves. My interest also closely related to how the concepts of the subject, object and artifact are appliing in contemporary art. There are the tradition of imitation fact, principle of ready-made, the issue of technical reproducibility and virtual reality of things in history of art. As a central theme of my thesis, I selected the part of bodywork Tatra 613, which carries all the testimony about ,,useless and hopeless "situation in which it is located. It is also an object monumental and visually very aesthetic. Yet it is not my intention to settle for the principle of redy-made. Asked about artwork as intermediaries art and its seemingly useless producing and reproducing, I want to try to create another such usless situation. That's why I make a cardboard copy (1: 1) of this object. I also make video with motive 3D copy of the same object. I like to create some voltage between that useless object and valuable art practice. I think, it does not just mean such futility when these objects will be viewed as an art.

This thesis describes methods of reconstruction of 3D scenes from photographs and videos using the Structure from motion approach. A new software capable of automatic reconstruction of point clouds and polygonal models from common images and videos was implemented based on these methods. The software uses variety of existing and custom solutions and clearly links them into one easily executable application. The reconstruction consists of feature point detection, pairwise matching, Bundle adjustment, stereoscopic algorithms and polygon model creation from point cloud using PCL library. Program is based on Bundler and PMVS. Poisson surface reconstruction algorithm, as well as simple triangulation and own reconstruction method based on plane segmentation were used for polygonal model creation.

I byggbranschen har nya metoder för projektering utvecklats genom införandet av moderna och mer kraftfulla BIM-verktyg. Flera av dagens konstruktioner modelleras enligt tredimensionella principer.Tekla Structures är ett kraftfullt BIM-verktyg som klarar av att hantera både huskonstruktioner och anläggningskonstruktioner. Trots detta kan programmet inte hantera broar med dubbelkrökning på ett effektivt sätt. Projektörer behöver därför utgå från flera program för att kunna hantera komplexa brokonstruktioner.För att kunna utnyttja fördelar med Tekla Structures, behöver programmet att utvecklas eller kompletteras med andra tredjepartsprogram. Detta projekt syftar till att integrera nya arbetssätt och införa en metodik, i form av parametriserade modellering i Tekla Structures. En sådan form av modellering tillåter användaren att modifiera parametrar för en önskad modell.Ett skript är skapad genom ett visuellt programmeringstillägg, som genererar parametriskbaserade bromodeller. Brokonstruktionstyp som modellerades i detta projekt är en plattrambro.Resultatet av projektet pekar mot att parametriserad modellering är ett effektivt sätt att modellera och en lösning för att bland annat hantera broar med dubbelkrökningar. / New methods for project designing in the building construction industry have been developed by introducing modern and powerful BIM tools. Several of today’s constructions are designed according to three-dimensional principles.Tekla Structures is a powerful BIM tool that is capable of managing both house and infrastructure constructions. Despite this, the program cannot handle bridges with a horizontal and vertical curvature efficiently. The designers must instead rely on several other applications to manage complex bridge constructions.In order to use the advantages of Tekla Structures, the software needs to be evolved or complimented by other third party softwares. This project aims to integrate new working technics and introduce a method based on parametric design in Tekla Structures. Such form of modeling enables the modification of parameters to a desired model for the user.A script is created through a visual programming extension that generates a parametric based bridge models. The bridge type in this project was designed, is an integral bridge.The project has proved that parametric based design is more effectively and a solution to manage bridges with horizontal and vertical curvature.

This thesis explores the heat transfer characteristics of a packed bed thermal energy storage device through the development of a 3D model in COMSOL Multiphysics. The model is based on a laboratory-scale device consisting of an aluminum box filled with sand, which acts as the thermal storage medium. The medium is heated using two resistance heaters that are embedded into the sand. The heaters are raised to approximately 500°C during the experiment. Three thermocouples placed in the sand record the temperature during charging, thus generating a time-dependent temperature curve at three points. The model simulates this experimental system, and the resulting temperature distribution is compared to the experimental data to assess the model validity. To determine the temperature throughout the storage system at all times, the model solves the heat equation. The density and heat capacity of the sand are measured and added to the model. The model uses the effective medium technique to estimate the thermal conductivity of the sand. A secondary model is developed in Excel to calculate the effective thermal conductivity using twelve different correlations, and the results are compared. The Zehner-Bauer correlation with an added Damköhler radiation term predicted an effective thermal conductivity of 0.218 W/(m·K) at 25°C and 0.451 W/(m·K) at 500°C, with slightly exponential growth due to the influence of thermal radiation. When these values for conductivity are applied to the COMSOL model, there is strong agreement (average percent error < 5%) with the experimental temperature distributions. A parametric study is performed, and shows that increasing grain size and emissivity could increase the thermal conductivity by making use of the exponential growth of thermal radiation. The model serves as a design and learning tool, and a starting point for improving the performance of the thermal energy storage system. / Detta examensarbete undersöker värmeöverföringsegenskaperna hos en termisk energilagringsenhet med packad bädd genom utveckling av en 3D-modell i COMSOL Multiphysics. Modellen är baserad på en enhet i laboratorieskala som består av en aluminiumlåda fylld med sand, som fungerar som det termiska lagringsmediet. Mediet värms upp med hjälp av två motståndsvärmare som är inbäddade i sanden. Värmeelementen höjs till ca 500°C under experimentet. Tre termoelement placerade i sanden registrerar temperaturen under laddningen och genererar på så sätt en tidsberoende temperaturkurva i tre punkter. Modellen simulerar detta experimentella system, och den resulterande temperaturfördelningen jämförs med experimentella data för att bedöma modellens giltighet. För att bestämma temperaturen i hela lagringssystemet vid alla tidpunkter löser modellen värmeekvationen. Sandens densitet och värmekapacitet mäts och läggs till i modellen. Modellen använder den effektiva mediumtekniken för att uppskatta sandens värmeledningsförmåga. En sekundär modell utvecklas i Excel för att beräkna den effektiva värmeledningsförmågan med hjälp av tolv olika korrelationer, och resultaten jämförs. Zehner-Bauer korrelationen med en tillagd Damköhler strålningsterm förutsade en effektiv värmeledningsförmåga på 0,218 W/(m·K) vid 25°C och 0,451 W/(m·K) vid 500°C, med en något exponentiell tillväxt på grund av påverkan från värmestrålning. När dessa värden för konduktivitet tillämpas på COMSOL-modellen finns det en stark överensstämmelse (genomsnittligt procentuellt fel < 5%) med de experimentella temperaturfördelningarna. En parametrisk studie har utförts som visar att ökad kornstorlek ock emissivitet kan öka värmeledningsförmågan genom att utnyttja den exponentiella tillväxten av värmestrålning. Modellen fungerar som ett design- och inlärningsverktyg och som en utgångspunkt för att förbättra prestandan hos det termiska energilagringssystemet.

Introduction – This thesis in Building Engineering at Jönköping University, in collaboration with Tyréns Sweden AB, examines the issues surrounding 3D models as construction documents from a legal perspective and investigates how digitization affects stakeholders in the construction industry. The goal of the study is to explore a relevant and interesting research area in order to contribute to knowledge development and the advancement of new theories or methods in the field. Method – The study will employ qualitative research, including primary data collection through interviews, to address the research questions posed in the report. The authors have chosen this method to achieve a comprehensive understanding of the respondents' perspectives and identify important themes and patterns. The interviews were conducted with participants from various sectors of the construction industry to obtain a broader picture of the subject. Results – The study revealed that there are certain legal barriers to the use of 3D models as drawing documentation. These barriers are related to a lack of knowledge and uncertainty in handling the models. This includes issues of copyright, liability, and evidential value. There is a need to update current regulations to facilitate the management of digital models. Analysis – The analysis of the results clarifies that industry standards and clearer guidelines would prevent uncertainties and address knowledge gaps in the use of BIM and 3D models. An industry standard could have facilitated a smoother transition to a more digitized construction industry. There is also a need for education in the field for professionals and decision-making stakeholders. Discussion – The discussion focuses on possible solutions to the identified problems, such as the development of standards and guidelines, education, and regulatory updates. There is also a need to raise awareness about the legal aspects of using 3D models in the construction industry, as the uncertainty regarding their legal status is high. Legally, it is possible to use 3D models as contractual documents, but the study shows that concerns about the legal aspects are a reason for the weak implementation. Keywords – 3D model, 3D design, BIM, Building Information Modeling, construction documents, contractual law, and copyright. / Introduktion – Detta examensarbete inom Byggnadsteknik vid Jönköpings Tekniska högskola i samarbete med Tyréns Sverige AB undersöker problematiken med 3D-modeller (tredimensionell modell) som bygghandlingar ur ett juridiskt perspektiv och undersöker hur digitaliseringen påverkar aktörer inom konstruktion. Studiens mål är att undersöka ett relevant och intressant forskningsområde för att bidra till kunskapsutveckling och utveckling av nya teorier eller metoder inom området. Metod – Studien kommer att använda kvalitativ forskning som inkluderar primärdatainsamling genom intervjuer för att besvara frågeställningarna i rapporten. Författarna har valt denna metod för att uppnå en omfattande förståelse av respondenternas perspektiv och identifiera viktiga teman och mönster. Intervjuerna genomfördes med respondenter från olika delar av byggbranschen för att få en bredare bild av ämnet. Resultat – Studien visade att det fanns vissa juridiska hinder för användningen av 3D-modeller som ritningsunderlag. Dessa hinder kopplas till bristande kunskap och osäkerhet i hantering av modellerna. Detta inkluderar frågor om upphovsrätt, ansvar och bevisvärde. Det finns ett behov att uppdatera dagens regelverk för att lättare hantera digitala modeller. Analys – I analys av resultatet klargörs det att en branschstandard och tydligare riktlinjer skulle förebygga osäkerheterna och förebygga kunskapsluckor för användandet av BIM och 3D-modeller. En branschstandard hade kunnat leda till en säkrare övergång till en mer digitaliserad byggbransch. Det finns också ett behov av utbildning inom området för yrkesverksamma och beslutsfattande aktörer. Diskussion – Diskussionen fokuserar på möjliga lösningar på de identifierade problemen, så som utveckling av standarder och riktlinjer, utbildning och uppdatering av regelverk. Det finns också ett behov av att öka medvetenheten om de juridiska aspekterna av användningen av 3D-modeller inom byggbranschen då osäkerheten av den juridiska statusen är hög. Juridiskt sett går det att använda sig av 3D- modeller som kontraktshandling, men studien visar att oron för det juridiska är en anledning till den svaga implementeringen. Nyckelord – 3D-modell, 3D-projektering, BIM, Building Information Modeling,, bygghandling, kontraktsha juridik och upphovsrätt