The topic of Master´s thesis is the design of steel foodbridge over the Morava river in Olomouc. Construction was carried out in two variants, one of which was chosen as the best option arched foodbridge is suspended orthotropic deck. Span bridge is 40m. Calculation of construction was carried out Scia Engineer 2015

The diploma thesis concerns with the design and static analysis of the heliport steel construction, which has the height of 20 m. The heliport is situated in Prague, Na Františku as a part of the hospital. The technical report and drawings are included in the thesis as well. The thesis consists of the determination of the heliport total load (including permanent, live and climate loads) and, its implementation in the SCIA Engineer 2015.3 computer software. The stress analysis of selected rods and, joints was consequently carried out by means of the manual calculation.

京都大学 / 新制・課程博士 / 博士(工学) / 甲第24847号 / 工博第5164号 / 新制||工||1986(附属図書館) / 京都大学大学院工学研究科社会基盤工学専攻 / (主査)教授 杉浦, 邦征, 教授 高橋, 良和, 教授 山本, 貴士, 教授 北根, 安雄 / 学位規則第4条第1項該当 / Doctor of Philosophy (Engineering) / Kyoto University / DGAM

As pontes tradicionais de madeira no Brasil, nem sempre atingem as condições plenamente satisfatórias em estradas vicinais, exigem manutenção contínua e a maioria não está adequada ao tráfego pesado usual. As pontes mistas de madeira e concreto destacam-se como alternativa econômica apresenta grande resistência e rigidez além de exigir baixa manutenção. Neste trabalho os estudos dos tabuleiros mistos de madeira e concreto para pontes desenvolveram-se em três fases: estudo da ancoragem de barras de aço coladas em peças estruturais de madeira; estudo dos conectores de cisalhamento formados por barras de aço coladas na madeira em corpos-de-prova mistos de madeira e concreto e, estudos; construções e análises de protótipos de tabuleiros mistos de madeira e concreto. Nos estudos de ancoragens, as barras de aço com superfície deformada, do tipo CA-50 com tensão de escoamento 'F IND.Y,K' = 500 MPa, foram coladas em furos com diâmetros maiores, inclinadas de '0, 45 e 90 GRAUS' em relação às fibras das madeiras. Utilizaram-se quatro tipos de resina epóxi e uma poliuretana, considerando as principais variáveis que influenciam na resistência de ancoragem. Os corpos-de-prova foram construídos com amostragens de madeiras de: Eucalyptus citriodora (ρ 12% = 1000 kg/'M POT.3') e Pinus oocarpa shiede (ρ 12% = 550 kg/'M POT.3'). Os testes de ancoragem apresentam as estimativas das resistências médias obtidas por meio de análise de regressão múltipla e as resistências características, obtidas pelo limite inferior do intervalo de confiança a 90%. Nos estudos dos conectores de cisalhamento utilizaram-se corpos-de-prova mistos, do tipo push out, executados com madeira roliça natural de Eucalyptus citriodora tratada com CCA e concreto armado de média resistência. Os conectores de cisalhamento, em três variações, foram executados com barras de aço do tipo CA-50 ancoradas na madeira, com a resina epóxi SIKADUR 32 fluido e inclinados de '45 GRAUS' em relação às fibras, os resultados apresentam, as resistências últimas médias, as resistências características; os valores médios e os valores característicos dos módulos de deslizamento da conexão. Nos estudos, projetos e execuções de dois tabuleiros mistos, de madeira e concreto, utilizaram-se toras de Eucalyptus citriodora tratadas com CCA, concreto armado de média resistência e conectores de barras de aço coladas com resina epóxi no formato X. Análises estáticas foram realizadas submetendo os tabuleiros às provas de carga, utilizando caminhões. Os deslocamentos na linha central transversal foram medidos e comparados com os valores teóricos calculados usando um modelo de cálculo que considera o tabuleiro misto como uma placa ortotrópica equivalente. Os conectores apresentaram alta resistência; alta rigidez e modo de ruptura uniforme. Os tabuleiros mistos de madeira e concreto apresentaram muito bom desempenho, confirmaram-se as hipóteses fundamentais e o modelo de cálculo proposto. / The traditional timber bridges in secondary roads in Brazil not always meet the requirements of quality, but they also demand continuing maintenance and adequacy to heavy traffic. The mixed wood-concrete deck bridges arise as a viable alternative, because of its low construction cost, low maintenance and its high strength and stiffness. In this thesis the mixed wood concrete deck bridge studies was showed in three phases: the experimental pull out strength results of bonded-in steel rods in wood beams studs; the experimental analysis on shear connectors in mixed wood concrete specimens using bonded-in steel bars and, designs; constructions and statistics tests on log-concrete composed deck bridges was presented too. In the anchorage studies the deformed and reinforced CA-50 steel bars, with the minimum yield strength of 500 Mpa, were bonded in holes drilled at angles of '0, 45 and 90 DEGREES' between the rods and on the direction of grain. Four types of epoxy and one polyurethane adhesive were used regarding the influence of the most significant variables. The specimens were made using Eucalyptus citriodora (ρ 12% = 1000 kg/'M POT.3') and Pinus oocarpa shiede (ρ 12% = 550 kg/'M POT.3') beams. The pull out tests presents the median strength results estimated by multiple regression analysis and the characteristics response estimated by the lower range in 90% of the confidence interval. In the shear connections studies were carried using specimens of push out tests type made of logs of Eucalyptus citriodora treated with CCA and medium strength reinforced concrete. The shear connectors, in three shapes, were made with CA-50 steel bars bonded-in wood with SIKADUR 32 fluid epoxi resin, with '45 DEGREES' angles between the rods and on the direction of grain. The results presents the ultimate limit strength median, the characteristics strength, the slip modulus medians and the characteristics slip modulus. In the studies, designs and executions of two mixed wood-concrete decks bridge were used made of logs of Eucalyptus citriodora treated with CCA, medium strength reinforced concrete, and bonded-in steel CA-50 rods, as shear connectors in X format. Same static loads test on the bridges was carried out using a truck. Deflections in the medium span transversal directions were measured and analytically predicted using an equivalent orthotropic plate model. The shear connectors showed high ultimate strength and stiffness and, uniforms failure mode. The results showed a very good performance to the composed log-concrete deck bridges, it confirms the fundamental hypothesis and calculus model suggested.

[pt] Esta dissertação apresenta um novo tipo de laje mista com uso de perfil de chapa dobrada incorporada. O perfil substitui as barras de aço, a fôrma e as escoras. O sistema estrutural construído consistiu em uma laje mista com perfil C enrijecido preenchido com concreto estrutural. Foram realizados dez testes experimentais em que foram analisados os momentos positivos, os momentos negativos e a influência de séptos. Através da análise teórico-experimental, foi possível perceber a grande influência dos séptos na resistência das lajes mistas testadas. / [en] This work presents a new type of composite deck-slab using incorporate formed steel profiles. The steel profile replaces the reinforcement bars, the form and charry system. The structural system is built by one composite deck-slab with C stiffness steel profile, filed with reinforced concrete. It was performed ten tested and it was analyzed the positive moments, the negative moments and the influence of the diaphragm. Analizing the results it was possible to realize the great influence of the diaphragm over the resistence of composite deck slab tested.

Neste trabalho avaliou-se o comportamento estrutural do sistema misto madeira-concreto para tabuleiros de pontes, com ênfase na análise dinâmica dos conectores de cisalhamento, para dois tipos de conectores: \"vertical\" e em \"X\". Foram efetuadas duas principais abordagens, numérica e experimental, além de um amplo levantamento teórico sobre o tema com base na literatura disponível. Os ensaios experimentais foram realizados em corpos-de-prova de madeira como também em corpos-de-prova mistos e vigas mistas de madeira-concreto. Todos os corpos-de-prova e vigas foram submetidos a solicitações estáticas e dinâmicas, considerando-se os diversos materiais envolvidos na ligação. A análise numérica dos sistemas mistos foi efetuada com base no método dos elementos finitos, a partir da utilização do software ANSYS. Os resultados experimentais mostraram que ambos os sistemas de conexão perderam efetivamente rigidez para um total de 1 x \'10 POT.6\' ciclos de carga aplicados, sendo a maior parcela desta perda verificada para os ciclos iniciais. Além disso, o sistema de conexão \"vertical\" apresentou maior facilidade de execução quando comparado com o sistema de conexão em \"X\". A partir dos resultados numéricos constatou-se que a perda de rigidez ocorreu devido ao acúmulo do dano localizado nos materiais, nas regiões dos conectores. Os resultados numéricos mostraram uma boa concordância com os resultados experimentais. Para finalizar, foram propostos os valores dos níveis máximos e mínimos de carga cíclica, como também da frequência de excitação a serem utilizados nos ensaios dinâmicos para a verificação da rigidez dos sistemas mistos de conexão. / In this work was evaluated the structural behavior of log-concrete composite deck bridge system, with emphasis in the dynamic analysis of the shear connectors using two types of connectors: \"vertical\" and \"X\". Two main approaches were considered, numeric and experimental, besides a wide theoretical study about the theme with base in the available literature. The experimental studies were accomplished in specimens of wood, wood-concrete specimens and wood-concrete beams. All of the specimens and beams were subjected to static and dynamic loads considering several materials in the composed connection system. The numeric analyze of the composed systems was made with base in the method of the finite elements using the software ANSYS. The experimental results showed that both connection systems reduced stiffness really for 1 x \'10 POT.6\' applied load cycles, and the largest portion of this reduction happens in the initial cycles. Besides, the system of \"vertical\" connection presented larger execution easiness when compared with the system \"X\" connection. The numeric results showed that the reduced stiffness of the connection systems happened due to the accumulation of the located damage of the materials in the areas of the connectors. The numeric and experimental results comparison showed a good agreement. It was proposed values for the maximum and minimum levels of cyclical load, as well as for the frequency to be used in the dynamic tests for the verification of the reduced stiffness of the composite system of connection.

Neste trabalho avaliou-se o comportamento estrutural do sistema misto madeira-concreto para tabuleiros de pontes, com ênfase na análise dinâmica dos conectores de cisalhamento, para dois tipos de conectores: \"vertical\" e em \"X\". Foram efetuadas duas principais abordagens, numérica e experimental, além de um amplo levantamento teórico sobre o tema com base na literatura disponível. Os ensaios experimentais foram realizados em corpos-de-prova de madeira como também em corpos-de-prova mistos e vigas mistas de madeira-concreto. Todos os corpos-de-prova e vigas foram submetidos a solicitações estáticas e dinâmicas, considerando-se os diversos materiais envolvidos na ligação. A análise numérica dos sistemas mistos foi efetuada com base no método dos elementos finitos, a partir da utilização do software ANSYS. Os resultados experimentais mostraram que ambos os sistemas de conexão perderam efetivamente rigidez para um total de 1 x \'10 POT.6\' ciclos de carga aplicados, sendo a maior parcela desta perda verificada para os ciclos iniciais. Além disso, o sistema de conexão \"vertical\" apresentou maior facilidade de execução quando comparado com o sistema de conexão em \"X\". A partir dos resultados numéricos constatou-se que a perda de rigidez ocorreu devido ao acúmulo do dano localizado nos materiais, nas regiões dos conectores. Os resultados numéricos mostraram uma boa concordância com os resultados experimentais. Para finalizar, foram propostos os valores dos níveis máximos e mínimos de carga cíclica, como também da frequência de excitação a serem utilizados nos ensaios dinâmicos para a verificação da rigidez dos sistemas mistos de conexão. / In this work was evaluated the structural behavior of log-concrete composite deck bridge system, with emphasis in the dynamic analysis of the shear connectors using two types of connectors: \"vertical\" and \"X\". Two main approaches were considered, numeric and experimental, besides a wide theoretical study about the theme with base in the available literature. The experimental studies were accomplished in specimens of wood, wood-concrete specimens and wood-concrete beams. All of the specimens and beams were subjected to static and dynamic loads considering several materials in the composed connection system. The numeric analyze of the composed systems was made with base in the method of the finite elements using the software ANSYS. The experimental results showed that both connection systems reduced stiffness really for 1 x \'10 POT.6\' applied load cycles, and the largest portion of this reduction happens in the initial cycles. Besides, the system of \"vertical\" connection presented larger execution easiness when compared with the system \"X\" connection. The numeric results showed that the reduced stiffness of the connection systems happened due to the accumulation of the located damage of the materials in the areas of the connectors. The numeric and experimental results comparison showed a good agreement. It was proposed values for the maximum and minimum levels of cyclical load, as well as for the frequency to be used in the dynamic tests for the verification of the reduced stiffness of the composite system of connection.

As pontes tradicionais de madeira no Brasil, nem sempre atingem as condições plenamente satisfatórias em estradas vicinais, exigem manutenção contínua e a maioria não está adequada ao tráfego pesado usual. As pontes mistas de madeira e concreto destacam-se como alternativa econômica apresenta grande resistência e rigidez além de exigir baixa manutenção. Neste trabalho os estudos dos tabuleiros mistos de madeira e concreto para pontes desenvolveram-se em três fases: estudo da ancoragem de barras de aço coladas em peças estruturais de madeira; estudo dos conectores de cisalhamento formados por barras de aço coladas na madeira em corpos-de-prova mistos de madeira e concreto e, estudos; construções e análises de protótipos de tabuleiros mistos de madeira e concreto. Nos estudos de ancoragens, as barras de aço com superfície deformada, do tipo CA-50 com tensão de escoamento 'F IND.Y,K' = 500 MPa, foram coladas em furos com diâmetros maiores, inclinadas de '0, 45 e 90 GRAUS' em relação às fibras das madeiras. Utilizaram-se quatro tipos de resina epóxi e uma poliuretana, considerando as principais variáveis que influenciam na resistência de ancoragem. Os corpos-de-prova foram construídos com amostragens de madeiras de: Eucalyptus citriodora (ρ 12% = 1000 kg/'M POT.3') e Pinus oocarpa shiede (ρ 12% = 550 kg/'M POT.3'). Os testes de ancoragem apresentam as estimativas das resistências médias obtidas por meio de análise de regressão múltipla e as resistências características, obtidas pelo limite inferior do intervalo de confiança a 90%. Nos estudos dos conectores de cisalhamento utilizaram-se corpos-de-prova mistos, do tipo push out, executados com madeira roliça natural de Eucalyptus citriodora tratada com CCA e concreto armado de média resistência. Os conectores de cisalhamento, em três variações, foram executados com barras de aço do tipo CA-50 ancoradas na madeira, com a resina epóxi SIKADUR 32 fluido e inclinados de '45 GRAUS' em relação às fibras, os resultados apresentam, as resistências últimas médias, as resistências características; os valores médios e os valores característicos dos módulos de deslizamento da conexão. Nos estudos, projetos e execuções de dois tabuleiros mistos, de madeira e concreto, utilizaram-se toras de Eucalyptus citriodora tratadas com CCA, concreto armado de média resistência e conectores de barras de aço coladas com resina epóxi no formato X. Análises estáticas foram realizadas submetendo os tabuleiros às provas de carga, utilizando caminhões. Os deslocamentos na linha central transversal foram medidos e comparados com os valores teóricos calculados usando um modelo de cálculo que considera o tabuleiro misto como uma placa ortotrópica equivalente. Os conectores apresentaram alta resistência; alta rigidez e modo de ruptura uniforme. Os tabuleiros mistos de madeira e concreto apresentaram muito bom desempenho, confirmaram-se as hipóteses fundamentais e o modelo de cálculo proposto. / The traditional timber bridges in secondary roads in Brazil not always meet the requirements of quality, but they also demand continuing maintenance and adequacy to heavy traffic. The mixed wood-concrete deck bridges arise as a viable alternative, because of its low construction cost, low maintenance and its high strength and stiffness. In this thesis the mixed wood concrete deck bridge studies was showed in three phases: the experimental pull out strength results of bonded-in steel rods in wood beams studs; the experimental analysis on shear connectors in mixed wood concrete specimens using bonded-in steel bars and, designs; constructions and statistics tests on log-concrete composed deck bridges was presented too. In the anchorage studies the deformed and reinforced CA-50 steel bars, with the minimum yield strength of 500 Mpa, were bonded in holes drilled at angles of '0, 45 and 90 DEGREES' between the rods and on the direction of grain. Four types of epoxy and one polyurethane adhesive were used regarding the influence of the most significant variables. The specimens were made using Eucalyptus citriodora (ρ 12% = 1000 kg/'M POT.3') and Pinus oocarpa shiede (ρ 12% = 550 kg/'M POT.3') beams. The pull out tests presents the median strength results estimated by multiple regression analysis and the characteristics response estimated by the lower range in 90% of the confidence interval. In the shear connections studies were carried using specimens of push out tests type made of logs of Eucalyptus citriodora treated with CCA and medium strength reinforced concrete. The shear connectors, in three shapes, were made with CA-50 steel bars bonded-in wood with SIKADUR 32 fluid epoxi resin, with '45 DEGREES' angles between the rods and on the direction of grain. The results presents the ultimate limit strength median, the characteristics strength, the slip modulus medians and the characteristics slip modulus. In the studies, designs and executions of two mixed wood-concrete decks bridge were used made of logs of Eucalyptus citriodora treated with CCA, medium strength reinforced concrete, and bonded-in steel CA-50 rods, as shear connectors in X format. Same static loads test on the bridges was carried out using a truck. Deflections in the medium span transversal directions were measured and analytically predicted using an equivalent orthotropic plate model. The shear connectors showed high ultimate strength and stiffness and, uniforms failure mode. The results showed a very good performance to the composed log-concrete deck bridges, it confirms the fundamental hypothesis and calculus model suggested.

[pt] Nos trabalhos já concluídos nesta linha de pesquisa foram desenvolvidos protótipos de deck-metálico (steel-deck), empregando-se diversas formas de ligação entre a chapa de aço e o concreto armado, tais como: corrugações de alma (Andrade, 1986), parafusos auto-brocantes (Takey, 2001), septos em perfís tipo bandeja (Vieira, 2003) e corrugações circulares profundas (Beltrão,2003). Com a intenção de se desenvolver um novo perfil metálico que apresentasse uma boa aderência mecânica entre o concreto e o aço e com características de comportamento dúctil, estudou-se várias formas da seção transversal ideal. Variáveis como peso, altura, espessura, tensão de escoamento, vão máximo, e capacidade de suporte de carga foram consideradas. Após definição e otimização da seção do perfil metálico, foi efetuado um estudo experimental composto de uma série de ensaios. Foram executados dois ensaios de arrancamento (pull-out), nove ensaios de flexão do perfil metálico e um ensaio em escala real da laje mista. Os ensaios tipo pull-out foram executados para estabelecer a carga última de deslizamento na interface aço/concreto. Os ensaios dos perfis metálicos serviram para verificar a rigidez dos mesmos durante a fase de concretagem. Procurou-se com o ensaio em escala real determinar a resistência última da estrutura, o modo de ruína, as deflexões e as deformações. A fase final compreendeu a comparação dos resultados experimentais com os dos trabalhos desenvolvidos por Takey e Beltrão, bem como com resultados teóricos para validação de resultados do sistema proposto de laje mista. / [en] The research work in composite slabs so far conducted has investigated various alternatives for the development of an economic and efficient composite slab system. These alternatives evaluated the effectiveness of the concrete to steel plate bonding by means of: web corrugations (Andrade, 1986), self-drilling bolts (Takey, 2001), cold formed channel sections with diaphragms (Vieira, 2003), and the used of deep circular corrugations, (Beltrão, 2003). The present investigation main objective was to develop a cold formed profile presenting an efficient connection between the concrete and the steel profile that yields a ductile behaviour for such system. The first step of the investigation was devoted to the assessment of an optimum cold-formed profile geometry. This task was made taking into account parameters like: profile weight, plate thickness, yield stress, maximum span and load carrying capacity among others. Following the definition of the optimum cold formed steel profile an experimental program was conceived and executed. The first part of the experiments consisted on pull-outs tests made to access the concrete to steel bond resistance. This was followed by simple supported tests on the cold formed steel profile to evaluate their stiffness during concrete casting operation. Finally a full-scale composite slab system was performed. The main aim of this test was to determine the composite system load carrying capacity, typical failure modes, associated stresses and displacements. The final phase of this dissertation depicts comparisons of the already mentioned experiments to other tests made by Takey (Takey, 2001), and Beltrão (Beltrão, 2003), as well as comparison of theoretical results, to validate the proposed composite slab system results.

The subject of this Diploma Thesis is to develop different alternatives of the road and tram bridge. It is a river bridge with the length of 52,5 m. There are compared two proposals, while in the first proposal it is an arch bridge with the tension bars. The second proposal which is also finalized as the winning proposal is the truss structure. Both proposals have composite deck. The structure is designed from steel S355 and concrete C35/45. The load bearing structure is designed in accordance with applicable technical standards.