This diploma thesis is dedicated to mechnical desing, fabrication and assembly of experimental bearing testing rig. First part of the document contains research of current knowlege in the field of bearing testing and desings of currently used machines. In second part is conception of the testing rig described. Third part contains description of design variations that were designed. In Discussion is comented choices of final variants. Last part is dedicated to functional verification of the whole testing rig by first series of the tests.

Nesta tese foram avaliados o comportamento de tubulões a céu aberto, instrumentados, em solo não-saturado e colapsível. Para o desenvolvimento destes estudos foram executados seis tubulões instrumentados, com o objetivo de se obter a capacidade de carga e recalques, avaliar as curvas de transferência de carga, bem como a separação das parcelas de resistência da base e atrito lateral. Provas de carga na umidade natural e com inundação do solo através de cava de superfície foram realizadas para a quantificação da influência da variação da umidade na capacidade de carga e na colapsibilidade do solo. Os carregamentos aplicados nos tubulões foram do tipo lento (SML). Ensaios de campo e laboratório foram realizados para a obtenção dos parâmetros de resistência do solo e acompanhamento da variação do teor de umidade in situ com vistas ao estudo da capacidade de carga com a utilização dos conceitos dos solos não-saturados. Simulações numéricas foram realizadas com a utilização do modelo proposto por MACHADO (1998) para prever o comportamento dos tubulões executados em solo não-saturado no Campo Experimental de Fundações da USP/São Carlos. / The performance of instrumented pier in unsaturated and collapsible soil was evaluated. In order to study it, six instrumented caissons were performed to obtain the bearing capacity, settlements, the load transfer curves, and the separation of the base resistance and skin friction. Static load test were carried out with natural and saturated soil conditions to quantify the influence of moisture on the behaviour of pier. Field and laboratory tests were performed to obtain the soil resistance parameters and moisture content variation \"in situ\" in order to study the bearing capacity using unsaturated soil concepts. Numerical simulations were carried out through the model proposed by MACHADO (1998) to predict the behaviour of pier built unsaturated soil at the experimental field of foundations of USP/São Carlos.

This diploma thesis deals with a design and optimization of mixer truck gearbox bearing arrangements. The gearbox is an important part of mixer truck. Major emphasis is put on design of main bearing which is a key component of the gearbox because of high load applied on it. Two basic criterions were considered in main bearing design – dynamic radial load capacity and contact stress in contact of roller and raceways. Developed two-stage optimizing algorithm is based on standard bearing and allows to design new bearing which is specialized for carrying output shaft of mixer truck gearbox.

Submitted by Haroudo Xavier Filho (haroudo.xavierfo@ufpe.br) on 2016-04-15T18:13:42Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissertação - Paulo Rodrigo Lopes de Souza.pdf: 3087983 bytes, checksum: 88991d54c050c5fbdd84af04c1508190 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-15T18:13:42Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissertação - Paulo Rodrigo Lopes de Souza.pdf: 3087983 bytes, checksum: 88991d54c050c5fbdd84af04c1508190 (MD5) Previous issue date: 2015-10-09 / A falta de compatibilização de projetos na construção civil pode gerar interferências entre os diversos projetos de uma edificação e o projeto estrutural, uma destas interferências é a passagem de tubulações na alma de vigas. Na maioria das vezes só é constatado que uma tubulação irá passar no meio de uma viga após a mesma já ter sido concretada e nessa situação muitos construtores realizam uma abertura ou furo na viga para realizar a passagem da tubulação na maior parte das vezes sem a devida consulta a um engenheiro calculista e sem respeitar as prescrições da norma ABNT NBR 6118:2014 no que diz respeito às dimensões e posicionamento na alma da viga ocasionando perda da resistência dessas vigas. Com base no exposto, foi analisada neste trabalho a possibilidade de se adicionar fibras de aço à massa do concreto para atuar como reforço parcial junto ao local do furo. Para avaliar a capacidade das fibras que atua como reforços parciais foram conduzidos ensaios experimentais que consistiram na moldagem de vigas de concreto armado com iguais dimensões onde todas elas foram instrumentadas com extensômetros elétricos e medidores de deslocamento tipo LVDT. As vigas possuíam adição de fibras de aço em diferentes teores e uma abertura transversal de igual geometria e posição na alma. Para realização de um estudo comparativo foram analisadas duas vigas, uma de referência sem adição de fibras à massa do concreto e sem abertura transversal na alma e uma sem adição de fibras de aço à massa do concreto, com abertura transversal na alma, porém, com um reforço em armadura de aço junto ao local da abertura que foi calculado pelo método das Bielas e dos Tirantes. Todas as vigas foram analisadas quando a capacidade de carga, deformações do concreto e do aço além de flecha no meio do vão. Os resultados mostraram que as vigas com adição de fibras de aço à massa do concreto, em alguns locais da viga, alcançaram até a carga de ruptura uma discreta melhora na rigidez, que mostra que as fibras de aço foram eficientes no controle da fissuração, porém as fibras de aço sozinhas não conseguiram manter a mesma capacidade de carga da viga de referência. Sugere-se então a utilização da técnica da adição de fibras de aço à massa do concreto em conjunto com um reforço em armadura de aço junto ao local da abertura calculado pelo método das bielas e dos tirantes. / The lack of compatibility of projects in a civil construction can cause interference among the various projects of a building and the structural project, one of these are interferences in the passage of pipes in the beam’s web. In most cases it is only ascertained that a pipe will go through a beam after it has already been concreted, and in this situation many builders perform an opening or hole in the beam to get the pipes through at most times without proper refers to a calculating engineer and without complying with the requirements of the Brazilian standard NBR 6118: 2014 with regard to the dimensions and positioning the beam’s web causing loss of strength on them. Based on this fact presented above, it was analyzed in this study the possibility of adding steel fibers to the concrete mass to act as partial reinforcement at the place of the hole. To evaluate the ability of the fibers act as partial reinforcement, experimental trials were conducted, which consisted of molding reinforced concrete beams with equal dimensions where all of them were instrumented with electric strain gages and LVDT displacement meters. The beams had addition of steel fibers at different levels and a transverse opening of the same geometry and position in the web. To conduct a comparative study two beams were analyzed, one of them being a reference without addition of fiber to the concrete mass and without transverse opening in the web. The other without the addition of steel fibers to the concrete mass, with cross opening in the web, however, with an increase in steel armor at the place of opening which was calculated by the struts an tie method. All beams were analyzed for the load capacity of concrete and steel strains plus arrow in the middle of the span. The results showed that the beams with added steel fibers to the concrete mass, in some places the beam, reached to a discrete breaking load improvement in rigidity, which shows that steel fibers were effective in controlling cracking, but the steel fibers alone do not show the same load capacity of the reference beam. It is then suggested to use the technique of adding steel fibers to the concrete mass together with a reinforcement of steel armor at the place of the opening calculated by the struts and tie method.

This thesis deals with the diagnostics reinforced concrete girder bridge near the village Bílčice. The aim is to inspect the bridge, to describe disorders and their causes, propose and evaluate diagnostic methods to obtain the necessary data for determining the load capacity bridge.

Die statischen Defizite von Bestandsbauwerken im Hoch- und Ingenieurbau nehmen aufgrund ihres Alters, den normativen Änderungen der Regelwerke, den steigenden Verkehrslasten im Straßenverkehr sowie einer möglichen Umnutzung gegenüber der ursprünglichen Verwendung im Hochbau, zu. Das Verstärken von Stahlbetonbauteilen mit Carbonbeton hat sich dabei in den letzten Jahrzehnten aufgrund der positiven Eigenschaften der Carbonbewehrung zu einer effektiven und dauerhaften Lösung im Bestandsbau etabliert. Hierbei sind neben der hohen Zug- und Ermüdungsfestigkeit auch die Dauerhaftigkeit der Carbonfasern hervorzuheben. Mit sehr dünnen Schichtstärken von wenigen Zentimetern können dabei die Bauteile bzw. Bauwerke nachhaltig verstärkt und eine Weiternutzung sichergestellt werden. Die in Deutschland aktuell geltende allgemein bauaufsichtliche Zulassung / allgemeine Bauartgenehmigung „CARBOrefit“ ermöglicht schon jetzt eine geregelte und anerkannte Verstärkung von Stahlbetonbauteilen mit Defizit in der Biegezugzone. Durchgeführte wissenschaftliche Untersuchungen zum Querkrafttragverhalten von Bauteilen mit Carbonbetonverstärkung können genutzt werden, um den Anwendungsbereich der Zulassung zu vergrößern und so Bestandsbauwerke vor dem Abriss zu schützen. Aus diesem Grund wurden im Rahmen dieser Arbeit zahlreiche statische und zyklische Querkraftversuche an Stahlbetonbauteilen ohne und mit Carbonbetonverstärkung durchgeführt. Zu Beginn der Arbeit wurde der Stand des Wissens zum Querkrafttragverhalten von Stahlbetonbauteilen beschrieben. Neben den Unterschieden beim Tragverhalten von Bauteilen im Zustand I und Zustand II sind die unterschiedlichen Tragmechanismen und die einzelnen Traganteile von Bauteilen ohne und mit Schubbewehrung beschrieben. Die dabei relevanten Versagensarten und bekannten Ansätze zur Abbildung der Querkrafttragfähigkeit werden ebenso aufgezeigt, wobei bis heute keine einheitliche Bewertung der Traganteile stattfindet. Aufbauend auf der Darstellung der maßgebenden Einflussfaktoren (u. a. Schubschlankheit, Maßstabeinfluss, Längsbewehrungsgrad) auf das Querkrafttragverhalten, sind die für diese Arbeit relevanten normativen und wissenschaftlichen Querkraftmodelle ausgearbeitet. Bedingt durch das komplexe Querkrafttragverhalten von Stahlbetonbauteilen erfolgen eine umfangreiche Darstellung von praxistauglichen Verstärkungsmethoden für Bauteile mit Querkraftdefizit und der aktuelle Stand zum Carbonbeton unter statischer und zyklischer Belastung. Darauf aufbauend werden für die Versuchsnachrechnung die bekannten Ingenieurmodelle für querkraftverstärkte Bauteilen mit Carbonbeton beschrieben. Hierbei konnte festgestellt werden, dass das Querkrafttragverhalten von Bauteilen ohne und mit Verstärkung von Forschern unterschiedlich beschrieben wird und die vorgeschlagenen Modelle keine Übereinstimmung mit den durchgeführten Querkraftversuchen zeigen. Für die im Rahmen dieser Arbeit untersuchten Bauteilgeometrien werden die Bemessungsschritte sowie die Herstellung und die Verstärkung beschrieben. Hierbei werden auch die Vorgehensweisen zur Ermittlung der Eigenschaften der verwendeten Materialen: Beton, Betonstahl, Carbonbewehrungen und Feinbeton aufgezeigt. Die durchgeführten statischen und zyklischen Querkraftversuche mit Carbonbetonverstärkung, bei denen sowohl Biege- als auch Schubversagen beobachtet werden konnten, erreichten Traglaststeigerungen von bis zu 50 %. Bei den verstärkten Bauteilen der Serie PB-S konnte dabei ein neuartiges, bisher kaum erforschtes Bauteilversagen infolge zu hoher Schubbeanspruchung beobachtet werden. Hierbei kommt es zum Ablösen der Verstärkungsschicht vom Altbetonquerschnitt. Bei den zyklischen Bauteilversuchen konnte festgestellt werden, dass eine zyklische Querkraftbeanspruchung die Tragfähigkeit eines Stahlbetonbauteils signifikant reduziert. Bei den verstärkten, zyklisch beanspruchten Bauteilen konnten die gleiche Tragfähigkeit und Versagensart der statischen Referenzbauteile beobachtet werden. Der Vergleich der rechnerischen mit den experimentellen Tragfähigkeiten der statischen Querkraftversuche wird mit folgenden normativ verankerten Modellen durchgeführt: - fib Model Code 2010, - Eurocode 2 / DIN EN 1992-1-1 (mit nationalem Anhang), - Entwurfsversion des zukünftigen Eurocode 2 und - ACI-318. Die rechnerischen Tragfähigkeiten unterschätzen deutlich, auf der sicheren Seite liegend, die experimentelle Traglast. Die wissenschaftlichen Modelle von Görtz und Herbrand bilden die Querkrafttragfähigkeit besser ab. Der Ansatz von Herbrand bildet die Querkrafttragfähigkeiten von Stahlbetonbauteilen am reellsten ab. Die Nachrechnungen der experimentellen Traglasten mit Carbonbeton-Verstärkung nach Brückner und Escrig zeigen eine ungenügende Abbildung der einzelnen Traganteile auf. Für beide Ansätze wird der Traganteil der Bügelbewehrung nach EC2 bestimmt. Dieser geregelte Ansatz unterschätzt die durchgeführten Bauteilversuche ohne Verstärkung um den Faktor ~2,5. Die Modelle und für den Querkrafttraganteil der Carbonbetonverstärkung basieren auf der Annahme, dass die Zugfestigkeit der Carbongitter voll ausgenutzt werden kann. Bei den durchgeführten Versuchen wurden diese Gitter jedoch nicht in der Druckzone verankert und bis auf eine Konfiguration auch nur seitlich (II) am Plattensteg angeordnet. Hierbei konnte eine neuartige Versagensart mit Ablösen der Verstärkungsschicht vom Altbeton beobachtet werden, welche nicht mit den Annahmen der beiden Modelle übereinstimmt. Aufgrund der nicht Berücksichtigung der neuartigen Versagensart überschätzen beide Ansätze die durchgeführten Versuche dieser Arbeit. Die abschließenden Begrenzungen der einwirkenden Schubbeanspruchung τ auf die einaxiale Betonzugfestigkeit f1,ctm* des verstärkten Gesamtquerschnittes scheinen für die im Rahmen der der Arbeit durchgeführten Bauteilversuche zielführend zu sein, da hiermit der augenscheinlich begrenzende Versagensmechanismus „Ablösen der Verstärkungsschicht“ berücksichtigt werden kann.

The doctoral thesis deal with the interaction between the foundation plate and deep foundation in the form of bored piles in the case of skeleton construction. The issue of tension redistribution from the column between the plate and the pile is investigated on specific object – „Shopping and entertainment center Fórum Nová Karolina”. On this object were selected columns monitored and load tests of the piles was executed. Values of the axial loading of the piles and the actual deformation of the construction have been derived from measurements and tests. They were compared with the results of structural behavior by numerical modeling.

Fundações constituídas de estacas pré-moldadas cravadas têm, na questão dos controles executivos, significativas vantagens em relação às estacas moldadas in loco: desde a simplicidade executiva dos diagramas de cravação até a sofisticação teórica dos ensaios de carregamento dinâmico, há sempre a possibilidade de expeditas verificações de comportamento da cravação, de homogeneidade de estaqueamento e até estimativas da capacidade de carga. No entanto, assim como o grande número de dispositivos de controle para esse tipo de estaca representa uma vantagem, a diversidade de formas existentes de interpretá-los representa, igualmente, uma desvantagem. Em face disso, a presente pesquisa compilou 881 registros de ensaios de carregamento dinâmico (708 em estacas de concreto e 173 em estacas de aço) e os comparou com as estimativas de resistência da Equação de Energy Approach. A aplicabilidade da equação foi testada aos dois materiais de estaca, principalmente quando se estudaram variações do parâmetro Ksp em relação às diversas grandezas envolvidas na cravação, seus extremos empíricos e uma proposta de calibração à fórmula dinâmica por meio desse parâmetro chave. O estudo dos ensaios dinâmicos também levou à proposição de uma equação para se estimar a energia efetivamente transferida à estaca no golpe do martelo por meio da nega e do repique elástico. O presente estudo também dedicou uma seção à questão das tensões dinâmicas de compressão na cravação, avaliando estimativas de tensões por meio da Equação de Gambini e propondo duas versões alternativas ao método: uma primeira, simplificada e uma de cunho prático, com objetivo de possibilitar rápidas estimativas das tensões de compressão quando ainda em campo. / Driven precast piled foundations have significant advantages in respect of quality control over cast-in-place piles - from the executive simplicity of the blow count diagrams to the theoretical sophistication of dynamic load tests - there is always the possibility of fast and practical driving behavior check, homogeneity and even load capacities estimation. However, as the large number of available quality controls represents an advantage, that diversity can equally represent a disadvantage in respect to interpretation and methodology. Therefore, the present research compiled 881 records of dynamic load tests (708 on concrete piles and 173 on steel piles) and compared them with the resistance estimation with the Energy Approach Equation. The applicability of the equation was tested for both materials, especially when studying its main parameter (Ksp) variation related to several variables involved in pile driving, its empirical extremes and a calibration to the dynamic formula by means of Ksp. The study of the dynamic tests also led to the proposition of an equation to estimate the effective transferred energy to the pile in the hammer stroke by means of the blow count (set) and the elastic rebound. The study also devoted a section to the issue of dynamic compression stresses during driving, evaluating it through Gambini\'s Equation and proposing two alternative versions of that formula: a simplified one and a practical formulation in order to enable field estimations.

[pt] O comportamento de radiers estaqueados submetidos a carregamento vertical é estudado nesse trabalho. O método de análise é baseado no método dos elementos finitos, através da utilização do programa ABAQUS. Estimativas de valores de recalque ao longo de três seções distintas e distribuição de forças nos topos das estacas são obtidas para diversas configurações de radiers estaqueados em meio homogêneo com diferentes quantidades e arranjos de estacas, para os quais são adotados diferentes comprimentos relativos das estacas L/d, coeficientes de Poisson do solo Vs e espessuras do radier. A maior parte do recalque ocorre imediatamente após a construção, sendo que os recalques por adensamento se apresentam maiores no centro do que na borda do radier. Uma considerável parcela da carga aplicada é transferida diretamente ao solo através do radier, especialmente sob condições não-drenadas. Para condições drenadas essa proporção é reduzida, mostrando que o efeito do coeficiente de Poisson do solo na distribuição de cargas é bastante significativo. A posição das estacas no radier afetam diretamente a proporção da carga transmitida diretamente do radier para o solo, sendo este efeito mais representativo à medida que aumentam o comprimento relativo das estacas e a rigidez do radier. Análises de capacidade de carga são realizadas em condições não-drenadas para todas as configurações avaliadas, mostrando que o aumento na rigidez do radier contribui significativamente para o aumento dos coeficientes de segurança das estacas. / [en] The behaviour of vertically loaded piled rafts is studied in this research. The main objective of this thesis is to analyse the behaviour of a piled raft foundation system acting on a homogeneous half-space subjected to vertical loading. The analysis is based on finite element method by using of the computational program ABAQUS. The evaluation of settlements along three main sections and the load distribution on pile top were obtained for several piled raft configurations in single layered soil profile with different pile number and position, considering different values of pile slenderness ratio, soil Poisson s ratio and also of raft thickness. It has been shown that the major component of the total settlement takes place immediately after the loading application and the component of the consolidation settlement are bigger close to the raft centre than values at the raft edge. A big part of the total applied load is directly transferred to the subsoil by the raft, which becomes more significant under undrained conditions. For drained conditions this ratio decreases, which have shown that the soil Poisson s ratio influence at the load distribution is significant. The pile position under the raft influences the percentage of the load transferred directly to the subsoil by the raft. This influence becomes more significant with the increase of the pile slenderness ratio and of the raft stiffness. The bearing capacity of the piled raft configurations for undrained conditions was evaluated, which have indicated that the increase of the raft stiffness contributes to the increase of the pile safety factors.

The diploma thesis describes non-destructive methods for diagnostics of reinforcement. It is focused on the method of electromagnetic indicators. In the first part the methods are described and compared. The profometer PM-630 is also described. The second part describes experimental measurements with profometer on reinforced concrete structures. The results are described and interpreted. The effects, which have influence on measurement, are described. The recommendations for practical measurement with profometer are described. The experimental models were created for calibration of profometer. The part of this thesis is also the determination of load bearing capacity of reinforced concrete bridge in Nosislav.