A energia elétrica é, sem dúvida, um recurso indispensável para a sociedade moderna. A mesma revolucionou o modo de vida do ser humano em todos os aspectos e melhorou substancialmente sua qualidade de vida. A distribuição da energia elétrica cabe ao Sistema Elétrico de Potência – SEP, dividido basicamente em três macro setores: geração, transmissão e distribuição. A eletricidade é efetivamente entregue aos consumidores pelo sistema de distribuição, formado principalmente por redes aéreas sustentadas por postes, estes na sua maioria, feitos de concreto armado. Tendo em vista o adequado fornecimento da energia elétrica à sociedade, se faz necessário assegurar as linhas de distribuição de energia, na qual os postes exercem papel fundamental. Entende-se que o aumento da vida útil dos postes de concreto armado pode colaborar para a redução da manutenção da rede de distribuição, reduzindo o investimento em substituições ou reparos em postes por parte das concessionárias Deste modo, esse trabalho propõe a otimização do traço utilizado na produção de postes de concreto armado em uma empresa de artefatos de concreto, visando à vida útil do mesmo. Para tanto foram realizados estudos visando o aprimoramento da composição dos agregados, adição de material pozolânico, adição de fibras e utilização de aditivos superplastificantes. Para análise dos traços em escala real foram moldados 12 postes, tipo duplo T com 9 metros de comprimento, empregando 5 traços com características distintas. Os postes foram avaliados seguindo a metodologia e requisitos da NBR 8451-1 (ABNT, 2011), parâmetros de resistência mecânica do concreto e penetração de íons cloreto ASTM C1202 (2012). Por meio da análise dos resultados, é apresentado o traço indicado para produção de postes de concreto armado, onde foi possível aprimorar o traço atualmente produzido pela empresa, reduzindo o consumo de cimento de 429 kg/m³ para 351 kg/m³ e reduzindo a taxa de penetração de íons cloreto e aumentando a vida útil do poste de concreto armado de 10 para 60 anos. À vista disso, foi possível aumentar a vida útil do elemento, mesmo com a redução do consumo de cimento e o custo para a produção do traço de concreto. / Electricity is undoubtedly an indispensable resource for modern society. The same has revolutionized the way of life of the human being in all aspects and substantially improved their quality of life. The distribution of electricity is up to the Electric Power System - EPS, basically divided into three macro sectors: generation, transmission and distribution. Electricity is actually delivered to consumers by the distribution system, consisting mainly of overhead lines supported by pylons, these mostly made of reinforced concrete. Given the adequate supply of electricity to society, it is necessary to ensure the power distribution lines, in which the poles play a fundamental role. It is understood that increasing the useful life of reinforced concrete poles can contribute to the reduction of maintenance of the distribution network, reducing investment in replacements or repairs on poles by concessionaires. Thus, this paper proposes the optimal trait used in the production of reinforced concrete poles on a firm concrete artifacts, seeking the life of it For both studies were performed in order to improve the composition of households, adding pozzolanic material, adding fiber and use of superplasticizers additives. For analysis of traces in real scale 12 posts, T type double with 9 feet long, employing five traits were shaped with distinct characteristics. The posts were evaluated following the methodology and requirements of NBR 8451-1 (ABNT, 2011), the mechanical response of concrete and chloride ion penetration ASTM C1202 (2012). By analyzing the results, the dash indicated for production of reinforced concrete poles, where it was possible to improve the trace currently produced by the company, reducing the cement content of 429 kg / m³ to 351 kg / m³ and reducing the rate appears penetration of chloride ions and increasing the service life of reinforced concrete post 10 to 60 years. In view of this, it was possible to extend the life of the element, even with the reduction in cement consumption and the cost for the production of concrete mix.

A energia elétrica é, sem dúvida, um recurso indispensável para a sociedade moderna. A mesma revolucionou o modo de vida do ser humano em todos os aspectos e melhorou substancialmente sua qualidade de vida. A distribuição da energia elétrica cabe ao Sistema Elétrico de Potência – SEP, dividido basicamente em três macro setores: geração, transmissão e distribuição. A eletricidade é efetivamente entregue aos consumidores pelo sistema de distribuição, formado principalmente por redes aéreas sustentadas por postes, estes na sua maioria, feitos de concreto armado. Tendo em vista o adequado fornecimento da energia elétrica à sociedade, se faz necessário assegurar as linhas de distribuição de energia, na qual os postes exercem papel fundamental. Entende-se que o aumento da vida útil dos postes de concreto armado pode colaborar para a redução da manutenção da rede de distribuição, reduzindo o investimento em substituições ou reparos em postes por parte das concessionárias Deste modo, esse trabalho propõe a otimização do traço utilizado na produção de postes de concreto armado em uma empresa de artefatos de concreto, visando à vida útil do mesmo. Para tanto foram realizados estudos visando o aprimoramento da composição dos agregados, adição de material pozolânico, adição de fibras e utilização de aditivos superplastificantes. Para análise dos traços em escala real foram moldados 12 postes, tipo duplo T com 9 metros de comprimento, empregando 5 traços com características distintas. Os postes foram avaliados seguindo a metodologia e requisitos da NBR 8451-1 (ABNT, 2011), parâmetros de resistência mecânica do concreto e penetração de íons cloreto ASTM C1202 (2012). Por meio da análise dos resultados, é apresentado o traço indicado para produção de postes de concreto armado, onde foi possível aprimorar o traço atualmente produzido pela empresa, reduzindo o consumo de cimento de 429 kg/m³ para 351 kg/m³ e reduzindo a taxa de penetração de íons cloreto e aumentando a vida útil do poste de concreto armado de 10 para 60 anos. À vista disso, foi possível aumentar a vida útil do elemento, mesmo com a redução do consumo de cimento e o custo para a produção do traço de concreto. / Electricity is undoubtedly an indispensable resource for modern society. The same has revolutionized the way of life of the human being in all aspects and substantially improved their quality of life. The distribution of electricity is up to the Electric Power System - EPS, basically divided into three macro sectors: generation, transmission and distribution. Electricity is actually delivered to consumers by the distribution system, consisting mainly of overhead lines supported by pylons, these mostly made of reinforced concrete. Given the adequate supply of electricity to society, it is necessary to ensure the power distribution lines, in which the poles play a fundamental role. It is understood that increasing the useful life of reinforced concrete poles can contribute to the reduction of maintenance of the distribution network, reducing investment in replacements or repairs on poles by concessionaires. Thus, this paper proposes the optimal trait used in the production of reinforced concrete poles on a firm concrete artifacts, seeking the life of it For both studies were performed in order to improve the composition of households, adding pozzolanic material, adding fiber and use of superplasticizers additives. For analysis of traces in real scale 12 posts, T type double with 9 feet long, employing five traits were shaped with distinct characteristics. The posts were evaluated following the methodology and requirements of NBR 8451-1 (ABNT, 2011), the mechanical response of concrete and chloride ion penetration ASTM C1202 (2012). By analyzing the results, the dash indicated for production of reinforced concrete poles, where it was possible to improve the trace currently produced by the company, reducing the cement content of 429 kg / m³ to 351 kg / m³ and reducing the rate appears penetration of chloride ions and increasing the service life of reinforced concrete post 10 to 60 years. In view of this, it was possible to extend the life of the element, even with the reduction in cement consumption and the cost for the production of concrete mix.

abstract: The main objective of this study is to investigate the behaviour and applications of strain hardening cement composites (SHCC). Application of SHCC for use in slabs of common configurations was studied and design procedures are prepared by employing yield line theory and integrating it with simplified tri-linear model developed in Arizona State University by Dr. Barzin Mobasher and Dr. Chote Soranakom. Intrinsic material property of moment-curvature response for SHCC was used to derive the relationship between applied load and deflection in a two-step process involving the limit state analysis and kinematically admissible displacements. For application of SHCC in structures such as shear walls, tensile and shear properties are necessary for design. Lot of research has already been done to study the tensile properties and therefore shear property study was undertaken to prepare a design guide. Shear response of textile reinforced concrete was investigated based on picture frame shear test method. The effects of orientation, volume of cement paste per layer, planar cross-section and volume fraction of textiles were investigated. Pultrusion was used for the production of textile reinforced concrete. It is an automated set-up with low equipment cost which provides uniform production and smooth final surface of the TRC. A 3-D optical non-contacting deformation measurement technique of digital image correlation (DIC) was used to conduct the image analysis on the shear samples by means of tracking the displacement field through comparison between the reference image and deformed images. DIC successfully obtained full-field strain distribution, displacement and strain versus time responses, demonstrated the bonding mechanism from perspective of strain field, and gave a relation between shear angle and shear strain. / Dissertation/Thesis / M.S. Civil and Environmental Engineering 2014

Plastic shrinkage cracks, although not inherently structurally debilitating, expose the reinforcement in low-volume reinforced concrete roads to deleterious substances, which may reduce its effectiveness leading ultimately to structural failure. In un-reinforced low-volume concrete road these cracks appear unsightly and cause the road user an unpleasant riding experience. Many researchers believe that plastic shrinkage crack development remains a concern to the concrete industry, occurring in particularly large–area pours such as low-volume concrete roads, and therefore requires further research to understand their formation and minimization. This study reports findings on the effectiveness of oxyfluorinated polypropylene fibres to control plastic shrinkage cracks, and the effect the addition of ultra-fine material has on the formation and/or propagation of these cracks. Findings indicate that low volume dosages (2 kg/m³), of oxyfluorinated polypropylene fibre significantly reduced the formation of plastic shrinkage cracks under test conditions. Furthermore, that the addition of ultra-fine material in excess of 63 kg/m³ increased the formation and/or development of plastic shrinkage cracks.

Das Bauwesen befindet sich in einem ständigen Fortschritt. So war und ist der Stahlbeton der meistverwendetste Baustoff auf der Welt. Jedoch haben sich infolge des stetigen Wandels und Fortschritts der Wissenschaft mittlerweile auch andere Verbundwerkstoffe hervorgetan, die den größten Nachteil, die fehlende Korrosionsbeständigkeit des Stahls, nicht mehr beinhalten. Mit Hilfe von nichtmetallischen Faserverbundwerkstoffen als Bewehrungselemente im Beton ergeben sich folglich dauerhaftere Konstruktionsmöglichkeiten. Jedoch muss das Tragverhalten der neuen Bewehrungselemente aus z. B. Glas- oder Carbonfasern weitreichend untersucht sein, bevor diese effizient und zuverlässig in Bauwerken eingesetzt werden können. Zur Beschreibung des Tragverhaltens der FVK-bewehrten Bauteile ist die Kenntnis über das Verbundverhalten zwischen FVK-Bewehrung und Beton essentiell, um eine Verwendung in der Baubranche finden zu können. Aus diesem Grund wurde im Rahmen dieser Arbeit das Verbundverhalten zwischen verschiedenen Carbonstäben und einem ausgewählten hochfesten Beton weitreichend untersucht, um neue Kenntnisse über die in Deutschland und auch international noch relativ unerforschte Thematik erzielen zu können. Aufbauend auf der Beschreibung des Standes des Wissens zum Verbunverhalten von Stahlbeton, zu FVK-Bauteilen im Allgemeinen und zum Verbundverhalten von FVK-bewehrten Bauteilen, wurden eine Vielzahl an experimentellen Verbundversuchen durchgeführt. Zu Beginn wurden in einer ersten Versuchsserie verschiedene Carbonstäbe mit unterschiedlichen Oberflächenprofilierungen und Herstellungsmethoden im Verbundversuch miteinander verglichen. Im Zuge dessen konnte festgestellt werden, dass die Höhe der übertragbaren Verbundspannungen in starkem Maße von dem Herstellungsverfahren bzw. der Oberflächenprofilierung der Stabvarianten abhängen. Mit Hilfe der Voruntersuchungen konnte die Stabvariante 7 (Carbonstab mit einer Oberflächenprofilierung infolge Fräsung) als Vorzugsvariante für weitergehende Betrachtungen ausgewählt werden. In den anschließenden Kapiteln wurde der zuvor als Referenzstab definierte Carbonstab experimentell umfangreich untersucht sowie erste analytische Modelle vorgeschlagen, um den Einfluss von wesentlichen Parametern auf das Verbundverhalten charakterisieren zu können. Folgende Einflussparameter wurden experimentell erforscht: Betonfestigkeit, Verbundlänge, Carbonstabchargen, Größtkorn/Betonzusammensetzung, Betonierrichtung, Prüfgeschwindigkeit. Zusätzlich erfolgte noch der Vergleich des Verbundverhaltens zwischen dem Carbonstab und einem konventionellem Betonstahl. Die Untersuchungen der verschiedenen Einflussfaktoren zeigten, dass viele Erkenntnisse aus dem Stahlbetonbau auch für den Carbonstab übernommen werden können. Jedoch konnte mit Hilfe der experimentellen Versuche auch gezeigt werden, dass weitere Phänomene auftreten können, die aus dem konventionellen Betonbau nicht bekannt sind. Zusätzlich zu den Auszugversuchen wurde die Spaltneigung des Carbonstabes mit Hilfe von verschiedenen Dehnkörper- und Endverankerungsversuchen in Zusammenhang mit dem hochfesten Beton erforscht. Im Zuge dessen konnte festgestellt werden, dass der Referenzcarbonstab aufgrund des guten Verbundverhaltens zwischen Carbonstab und dem hochfesten Beton bei Probekörpern mit realen Betondeckungen eine zum Teil hohe Spaltneigung aufweist. Durch die Verwendung von verschiedenen Probekörpern mit unterschiedlichen Betondeckungen konnte gezeigt werden, dass der Bewehrungsgrad einen maßgeblichen Einfluss auf die Spaltneigung besitzt. Zum Abschluss der Arbeit wurden ein analytisches Verbundgesetz für den Carbonstab sowie verschiedene Ansätze für die Herleitung eines Bemessungsverbundwertes aufgezeigt. Für die Beschreibung eines Verbundgesetzes wurden die bekannten Ansatzfunktionen aus der Literatur an die experimentellen Ergebnisse angepasst und miteinander verglichen. Dabei stellte sich heraus, dass das aus dem Stahlbeton bekannte Verbundgesetz mit einer geringfügigen Modifikation für den Referenzstab geeignet ist. Somit steht zukünftigen Forschungstätigkeiten ein Verbundgesetz zur Verfügung, welches den gesamten Verlauf der Verbundspannungs-Schlupf-Kurve abbildet. Für die Definition eines möglichen Verbundwertes erfolgte zuerst eine Aufarbeitung der verschiedenen Ansatzfunktion aus dem Stahlbeton sowie weiterer Ansätze aus dem Stand der Technik für FVK-Bauteile. Dabei wurden die jeweiligen Möglichkeiten zur Herleitung eines Verbundwertes für die Berechnung von Carbonbetonbauteilen auf den Referenzcarbonstab übertragen. Im Zuge dessen konnte gezeigt werden, dass zwischen den verschiedenen Ansatzfunktion teils gravierende Abweichungen bestehen, die zu unterschiedlichsten Verbundwerten führen. Ebenfalls konnte nachgewiesen werden, dass einige Ansatzfunktionen die realen Bauteilbedingungen nicht berücksichtigen, wodurch sich unrealistische Verbundwerte ergeben können. Insbesondere die Beachtung der höheren Spaltneigung des Carbonstabes erfolgt in der Regel in den verschiedenen Ansätzen nicht. Jedoch muss die höhere Spaltneigung des Carbonstabes im Beton im Vergleich zu konventionellen Stahlstäben Berücksichtigung finden, um abgesicherte und auf der sicheren Seite liegende Verbundwerte definieren zu können. Aufgrund mit Hilfe von Dehnkörperversuchen aufgezeigten Abhängigkeit zwischen dem Schlupf und der Spaltneigung des Stabes im Beton, kommt der Definition des zulässigen Schlupf- und folglich des Verbundwertes eine im Vergleich zum Stahlbeton noch größere Bedeutung zu.

It has been known that the nucleation and growth of cracks and defects dominate the fatigue damage process in brittle or quasi-brittle materials, such as woven fabric composites and concrete. The behaviors of these materials under multiaxial tensile or compression fatigue loading conditions are quite complex, necessitating a unified approach based on principles of mechanics and thermodynamics that offers good predictive capabilities while maintaining simplicity for robust engineering calculations. A unified approach has been proposed in this dissertation to simulate the change of mechanical properties of the woven fabric composite and steel fiber reinforced concrete under uniaxial and biaxial fatigue loading. The boundary surface theory is used to describe the effect of biaxial fatigue loading. A fourth-order response tensor is used to reflect the high directionality of the damage development, and a second-order response tensor is used to describe the evolution of inelastic deformation due to damage. A direction function is used to capture the strength anisotropic property of the woven fabric composite. The comparisons between model prediction results and experimental data show the good prediction capability of models proposed in this dissertation.

The point of my diploma thesis was design elements of reinforced concrete frame structures mounted single – storey mall.I choose the most exposed to the specified longitudinal frame structure, where I assumed the most highly stressed elements, which I subsequently designed. All documents and calculations are illustrated in part B2 of my diploma thesis.

The objective of the diploma thesis is a design and check of load-bearing concrete structure of multi-storey residential building. The building is located in Brno. The total ground plan’s dimensions are 39,32 x 22,58 metres, total height of the building in the highest point is 10,29 metres. The object is three-storey building with rectangular plan with partial basement designed as cast-in-place concrete frame and two above-ground floor designed as reinforced concrete walls and masonry walls. Load-bearing floor structures are designed as reinforced concrete slabs. Drawing documentation is included.

Die Anzahl an Brücken aus Textil- bzw. Carbonbeton wächst stetig und umso dringender wird die Fragestellung nach einer sicheren Ermüdungsbemessung von Carbonbeton. Die bloße Einführung von Abminderungsfaktoren als Widerstand gegen die Ermüdungsbelastung ist hierbei keine Option. Für eine wirtschaftliche Bemessung von Carbonbeton unter Zugschwellbelastung ist ein materialgerechtes Bemessungskonzept vonnöten, welches zunächst eine umfangreiche Untersuchung des Materialverhaltens unter Ermüdungsbelastung erfordert. Hierzu leistet die vorliegende Arbeit einen essentiellen Beitrag. Zunächst wird dabei der für die durchgeführten Untersuchungen relevante Wissensstand zusammengefasst. Anschließend werden umfangreiche Ermüdungsuntersuchungen vorgestellt, welche an zwei verschiedenen, marktüblichen Materialkombinationen durchgeführt wurden. Dabei wurden sowohl das Zug- als auch das Verbundtragverhalten von Carbonbeton unter Zugschwellbelastung betrachtet. Neben den erreichbaren Schwingspielzahlen und Resttragfähigkeiten von Durchläufern wurden auch das Spannungs-Dehnungs- bzw. -Verformungs-Verhalten, die Veränderung der Gestalt der Hystereseschleifen, die Probekörperdehnungen bzw. -verformungen und die Probekörpersteifigkeiten während der Ermüdungsbelastung untersucht. Anhand der erzielten Untersuchungsergebnisse wird schlussendlich ein Vorschlag für ein Bemessungskonzept für Carbonbeton unter Zugschwellbeanspruchung zusammengestellt. Die in der vorliegenden Arbeit erzielten Ergebnisse tragen somit dazu bei, ein grundlegendes Verständnis für das Materialverhalten von Carbonbeton bei Ermüdungsbelastung zu erhalten und die Ermüdungsbemessung für die untersuchten Materialien durchzuführen. Die Übertragbarkeit der Ergebnisse auf weitere Materialkombinationen ist in weiterführenden Untersuchungen zu überprüfen.

The thesis deals with the analysis of a reinforced concrete digestate tank. The tank is built as a semi-underground construction. The roof is designed as a reinforced concrete dome, which is prestressed in a circular beam with prestressing cables - monostrands. The calculation of internal forces were performed by the software SCIA Engineer. The structure was assessed for the ultimate limit state and the ultimate serviceability state, in terms of watertightness for the width of cracks.