A variety of analytical and numerical approaches for calculating the friction temperature have been developed in the past. However, none is capable to estimate the friction temperature of thermoplastic friction pairings. Therefore, a semi-analytical model for predicting the friction temperature has been developed. Dry friction and periodically recurring contact is a premise. In the article the derivation is shown und influencing parameters are explained. A validation is made by experimental studies on a conveyor system. The model can be applied to sliding chain conveyor as well as perspectively similar tribological systems.

Thermische Gehäuseverkrümmungen spielen bei der Dimensionierung von radialen Spielen in Industriedampfturbinen eine große Rolle. Die zuverlässige Vorausberechnung der Gehäuseverkrümmung ist wichtig, um einerseits möglichst kleine Spiele und damit hohe innere Wirkungsgrade erzielen zu können und andererseits Schäden in Folge von Spielüberbrückungen auszuschließen. In der vorliegenden Arbeit wurde die Gehäuseverkrümmung mit analytischen Methoden und mit Hilfe von 3D-FE-Analysen untersucht. Eine neue semi-analytische Berechnungsmethode auf Basis eines Stufenkörpermodells wurde entwickelt. Damit lassen sich komplexe Geometrien und unterschiedliche thermische Randbedingungen berücksichtigen. Der Einfluss von Rotationsasymmetrien auf die Verkrümmung wurde mit Hilfe einer FE-Parameterstudie untersucht und in Form von Einflussfaktoren in das Modell integriert. Im Vergleich zu vereinfachten FE-Modellen und zu gemessenen Verkrümmungen an realen Turbinengehäusen zeigt das semi-analytische Modell eine gute Übereinstimmung. Weiterhin wurde das Verkrümmungsverhalten von Industriedampfturbinengehäusen mit Hilfe von 3D-FE-Analysen untersucht. Durch Abgleich von gemessenen und simulierten Temperaturen und Verformungen konnten Erkenntnisse zum Modellaufbau gesammelt werden. Da die thermischen Randbedingungen bei der Simulation von Gehäuseverkrümmungen von größter Bedeutung sind und Defizite beim Wissensstand zum Wärmeübergang erkannt wurden, sind umfangreiche Messungen des Wärmeübergangskoeffizienten durchgeführt worden. Damit wurde ein Beitrag geleistet, FE-Analysen zukünftig auch bei Dimensionierungs- und Auslegungsfragen einsetzen zu können.

Examensarbetet kom som en förfrågan från företaget Northpower stålhallar AB som var i behov av en beräkningsmall för vind- och snölast. Beräkningsmallen utformas i Microsoft Excel och den ska möta de önskemål och krav som tillkommer vid projektering av en hallbyggnad. Beräkningsmallen grundas på en litteraturstudie av vind- och snölast kapitlen i Eurokoderna som inleder den teoretiska delen av rapporten. För att se skillnader mellan stomstabiliseringssystem som vanligen används i hallbyggnader, utfördes en litteraturstudie på vanligt förekommande systemen. En kraftanalys vid olika placeringar av företagets nuvarande stomstabiliseringssystem gjordes med hjälp av den tillverkade beräkningsmallen. Litteraturstudien och analysen sammanställdes till jämförelse av de olika stomstabiliseringssystemen. / The subject of this bachelor thesis was a query from Northpower stålhallar AB that was in need of a calculation model for wind- and snow loads. The Calculation model was created in Microsoft Excel and shall satisfy the requirements for the design of an industrial building. The calculation model is founded on a literature study of Eurocodes wind- and snow load chapters, which initializes the theoretical part of the report. To gain a better understanding of the differences between the different types of bracing systems that is normally used in industrial buildings, we performed a literature study on a selection of the usual systems.  Using the calculation model, a force analysis on different placing’s of the current lateral stability system the company use was carried out. The thesis ends with a comparison of the study and analysis of the different lateral stability systems that’s been studied.

Detta examensarbete vid Luleå tekniska universitet har utförts i samarbete med avdelningen för byggkonstruktionvid det nordiska konsultföretaget Norconsult AB. Arbetet bygger på en önskan från Norconsultatt ta fram en beräkningsmodell för höga balkar i överensstämmelse med Eurokod 2 motsvarande densom finns i BBK 04. Eurokod 2 har endast en knapphändig beskrivning av hur höga balkar bör dimensioneras.Detta skapar frustration och osäkerhet hos konstruktörer. Den tidigare svenska betongnormen,BBK 04, innehöll en tydlig och enkel mer empirisk beräkningsmetod för höga balkar, vilket gav en störresäkerhet vid projekteringen. Arbetet begränsas till att studera enkelt upplagda och kontinuerliga balkar i två spann belastade med enpunktlast mitt i vartdera spannet. Geometrin är densamma för samtliga balkar och armeringsmängdenvarieras tillsammans med brottlasten. Initialt utfördes en litteraturstudie för att erhålla en fördjupad kunskap om området samt att bygga uppen förståelse för teorin för höga balkar och den fackverksmodell som används i Eurokod 2. Vidare presenterasen försöksrapport, Rogowsky et al. (1983), som redovisar en experimentell laboratoriestudie därhöga balkar belastas till brott. Resultaten som presenteras är brottlast, töjning i betong och armering,sprickmönster samt nedböjning. Fyra enkelt upplagda och fyra kontinuerliga balkar väljs ut för vidarejämförelse och analys. Härvid används det ickelinjära beräkningsprogrammet ATENA 2D, där studeradebalkar modelleras. Handberäkningar enligt EK2 och BBK 04 utförs för respektive balk och tillhörandearmeringsmängd beräknas. En maximal brottlast itereras fram för respektive balk och beräkningsmetod (EK2 eller BBK 04). Armeringsmängdensom ges av denna beräkning modelleras i ATENA 2D och motsvarande balk analyseras.Resultaten jämförs sedan. Erhållna resultat sammanställs och jämförs med varandra: Rogowsky et al. (1983), ATENA 2D och handberäkningarnaenligt både Eurokod 2 och BBK 04. Jämförelsen visar att det finns få likheter mellan EK2och BKK 04, med avseende på erhållen armeringsmängd. BBK kräver generellt större armeringsmängdän Eurokod 2. Studien visar att beräkningarna med ATENA 2D stämmer väl överens med laboratorieförsöken.Resultaten visar även att antaganden enligt Eurokod 2 stämmer väl överens med hur de studeradebalkarna beter sig i verkligheten. En enkel beräkningsmodell som motsvarar BBKs konservativa modell är inte möjlig att ta fram inom deramar och begränsningar som finns för detta examensarbete. Istället sammanställs en modell i form av enpunktlista som förtydligar, sammanfattar och exemplifierar den mer verklighetstrogna beräkningsgångenför höga balkar enligt Eurokod 2.

In der vorliegenden Arbeit werden die Möglichkeiten zur Traglaststeigerung von Beton- und Stahlbetonbauteilen unter Biegebeanspruchung durch das Verstärken mit textiler Bewehrung experimentell untersucht. Nach einer ausführlichen Recherche alternativer Techniken zur Querschnittsergänzung hinsichtlich der jeweiligen Beschichtungstechnologie, Anwendbarkeit und des Bemessungsmodells wird das Verstärken mit textilbewehrtem Beton als ein vorteilhaftes Verfahren deutlich herausgestellt. Ein weiterer Schwerpunkt ist die Beschreibung des Materialverhaltens der beteiligten Baustoffe mit Hauptaugenmerk auf die sich verändernden Materialeigenschaften der textilen Einzelfaser mit fortschreitender Weiterverarbeitung zum Garn bis hin zu einer textilen Bewehrungsstruktur. Die experimentellen Untersuchungen wurden an Platten und Balken durchgeführt, die aus einem Beton der Festigkeitsklasse C20/25 bestanden. Die Verstärkung erfolgte mittels textiler Bewehrungen aus alkaliresistentem Glas-Textil. Der Betonstahlbewehrungsgrad der untersuchten Bauteile variierte ebenso wie die textile Bewehrungsfläche. Die Versuche werden hinsichtlich der möglichen Traglasterhöhung gegenüber unverstärkten Referenzbauteilen sowie den Verformungen, Rotationen, Dehnungen und der Rissentwicklung ausgewertet. Anschließend wird ein Bemessungsvorschlag für textil verstärkte Bauteile unterbreitet.

Background: Stricter requirements from customers that transport companies must be able to show their carbon dioxide emissions have resulted that it has become more relevant for transport companies to have a calculation model of their transports' carbon dioxide emissions per order. The EU's climate goal of becoming climate neutral by 2050 is something that will require change, that is why it is relevant that the obstacles that exist for transport companies in the transition from fossil- to fossil-free fuels are presented in order to be in line with the EU's environmental goals.  Purpose: The study's first research question aims to develop a calculation model for intermodal transport ́s carbon dioxide emissions per order. The second research question aims to create an overview of transport companies' obstacles to the transition to fossil-free fuels.  Methodology: The study's first research question is a qualitative case study with elements of quantitative data collection from the case company Gunnar Karlsson Spedition AB. The second research question includes a qualitative study with benchmarking to identify the obstacles that exist for a transition from fossil fuels to fossil-free fuels.  Conclusion: This study results in a calculation model that the authors have designed for carbon dioxide emissions per order in an intermodal transport network. Furthermore, the study results in a summary table of theoretical obstacles and the interviewed companies' perspective regarding obstacles in the transition from a fossil- to a fossil-free fuel. / Bakgrund: Hårdare krav från kunder att transportföretag ska kunna uppvisa deras transporters koldioxidutsläpp har givit utfallet att det har blivit mer relevant för transportföretagen att inneha en beräkningsmodell för deras transporters koldioxidutsläpp per order. EU:s klimatmål om att bli klimatneutral år 2050 är något som kommer att kräva förändring, därför är det relevant att de hinder som finns för transportföretag vid övergången från fossila- till fossilfria drivmedel presenteras för att kunna gå i linje med EU:s miljömål.  Syfte: Studiens första forskningsfråga syftar till att ta fram en modell för intermodala transporters koldioxidutsläpp per order. Den andra forskningsfrågan syftar till att skapa en överblick om transportföretagens hinder vid övergången till fossilfria drivmedel.  Metod: Studiens första forskningsfråga är en kvalitativ fallstudie med inslag av kvantitativ datainsamling från fallföretaget Gunnar Karlsson Spedition AB. Den andra forskningsfrågan innefattar en kvalitativ studie med benchmarking som styrkoncept, för att identifiera de hinder som finns för en övergång från fossila bränslen till fossilfria bränslen.  Resultat: Studiens resulterar i en beräkningsmodell som författarna har utformat för koldioxidutsläpp per order i ett intermodalt transportnätverk. Vidare resulterar studien i en sammanfattande tabell över teoretiska hinder och de intervjuades företagens upplevda hinder vid övergången från ett fossilt- till ett fossilfritt drivmedel.

High-Speed Railway (HSR) technology requires the deployment of noise barriers to mitigate noise pollution affecting nearby residents. As train speeds increase, so does the magnitude of aerodynamic effects such as aerodynamic noise and the pressure on these barriers, meaning that these structures require robust sound insulation and structural load-bearing capacities. Train-induced aerodynamic loads must therefore be accounted for in the structural design of HSR noise barriers, and accurate characterization of these loads is vital for ensuring noise barrier performance and safety. Current European standards primarily evaluate aerodynamic loads on noise barriers based on train speed and the distance to the track centre. However, geometric differences between high-speed trains (HSTs) from different countries and regions necessitate the validation and potential revision of existing load calculation models. This thesis aims to enhance the characterization of train-induced aerodynamic pressure on HSR noise barriers and develop more accurate models for its calculation, focusing on the most common barrier type—vertical noise barriers. Initially, a thorough literature review was conducted to assimilate current knowledge on this topic and pinpoint existing gaps and challenges. Multiple factors including the geometric properties of trains and the heights of noise barriers were then analysed using computational fluid dynamics (CFD) simulations to evaluate their impact on the train-induced aerodynamic pressure on vertical noise barriers. Finally, the suitability of existing pressure calculation models was evaluated using literature data and a modified calculation model building on the EN 14067-4 model was developed.  A key finding is that the general applicability of existing pressure calculation models is limited because of the wide variation in HST geometries and noise barrier heights. The amplitude of train-induced aerodynamic pressure on vertical noise barriers increases with train height and width but decreases as nose length increases. While taller noise barriers experience greater aerodynamic pressures, the in-crease in pressure with barrier height is not significant. The proposed modified pressure calculation model that accounts for train geometry and the height distribution coefficient predicts the train-induced aerodynamic pressure on vertical noise barriers more accurately than existing models and could thus improve the structural design and safety of HSR noise barriers across a wide range of conditions.

El empleo de pilares tubulares de acero rellenos de honnigón (CFT) ha crecido en las últimas décadas, debido a su excelente comportamiento estructural, que aprovecha el efecto combinado del acero y honnigón trabajando juntos. Esta asociación ofrece una serie de ventajas que hacen de las columnas CFT una solución interesante: su alta capacidad portante o su eficiente tecnología constructiva pueden citarse entre sus beneficios ampliamente conocidos, que se completan con una elevada resistencia al fuego sin necesidad de protección externa. Tradicionalmente, se han venido utilizando secciones huecas circulares, cuadradas y rectangulares para formar estas columnas compuestas. Adicionalmente, la sección elíptica ha sido recientemente introducida dentro de la gama de secciones de acero huecas disponib les comercialmente. Su atractivo estético y su reducida intrusión visual, junto con sus ventajas estructurales asociadas a secciones con diferentes propiedades en sus ejes fuerte y débil, hacen a las secciones elípticas de gran interés para los diseñadores. En esta tesis se estudian pi lares CFT de sección tanto circular como elíptica. Pese a que el comportamiento de los pilares CFT a temperatura ambiente ha quedado bien establecido en los últimos años, en situación de incendio la degradación de las propiedades del material da lugar a un comportamiento extremadamente no lineal de estas columnas compuestas, lo que hace dificil predecir su fallo. El estado del arte en el campo del comportamiento frente al fuego de columnas CFT se revisa en esta tesis, mostrando que es necesario profundizar en su investigación para una comprensión completa del funcionamiento de tales columnas en situación de incendio. En el caso de las secciones elípticas, este trabajo constituye una investigación novedosa. El comportamiento frente al fuego de los pilares CFT se estudia en esta tesis por medio de un modelo realista tridimensional de elementos finitos. Los valores adoptados de los parámetros del / Espinós Capilla, A. (2012). Numerical analysis of the fire resistance of circular and elliptical slender concrete filled tubular columns [Tesis doctoral]. Editorial Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/17579

[EN] The combination of different materials to form a single structural member to take profit of their individual good characteristics is a successfully established practice in building industry. In concrete filled tubular columns (CFT) the combined action of steel and concrete results in many positive attributes at ambient temperature: high load-bearing capacity with smaller cross-section size, aesthetics, high stiffness and ductility and reduced construction cost. In the last decades, the use of CFT columns in building industry, especially in high-rise buildings, has increased not only because of their positive characteristics at room temperature, but also for their inherent high fire resistance. Besides, CFT sections are greatly versatile given that they admit different types of concrete infill such as plain concrete, bar-reinforced concrete or fiber reinforced concrete; and also a wide variety of shapes. Although the more commonly used shapes are circular, and rectangular, new configurations and shapes are continuously appearing together with innovative materials. The ambient temperature behavior of CFT columns has been deeply studied and, in turn, the investigations dealing with their fire behavior have increased. For its structural analysis, the column can be considered as an isolated member or as a column integrated in a structure interacting with other structural members. The review of the state of the art in the area of CFT columns in fire carried out in the framework of this thesis has pointed out that most works cover the fire response of isolated members and that the existing studies on columns within frames differ in their proposals and conclusions. In this thesis, the fire response of CFT columns is analyzed by means of a fiber beam element model. First, a realistic cross-sectional thermal model is implemented to be integrated in the thermo-mechanical model developed whose accuracy is validated against experimental results after its calibration. Parametric studies are carried out with the aim of investigating the main factors affecting the problem and developing a simple calculation method based on Eurocode 4 and using the concept of equivalent concrete core cross-section. Finally, given the reduced computational cost of the fiber model, the effects of axial and rotational restraint in the fire response of CFT columns are investigated by integrating the heated CFT column within a frame. A parametric analysis is performed in order to draw conclusions about this interaction and contrast the current code provisions. The scope of this thesis is limited to circular CFT columns subjected to concentric axial loads. / [ES] Combinar diferentes materiales en un único elemento estructural para aprovechar las fortalezas individuales de cada uno es una práctica consolidada con éxito en el sector de la construcción. En los pilares tubulares de acero rellenos de hormigón (CFT) la acción conjunta del acero y el hormigón presenta muy buenas cualidades a temperatura ambiente: alta capacidad de carga con secciones pequeñas, buena apariencia, alta rigidez y ductilidad y bajo coste de puesta en obra. En las últimas décadas, el uso de pilares CFT en el sector de la construcción, especialmente en edificios de gran altura, ha aumentado no solo debido a sus buenas características a temperatura ambiente sino también por su inherente alta resistencia al fuego. Además, las secciones de pilares CFT son muy versátiles ya que admiten diferentes tipos de relleno, como hormigón en masa, con armaduras o reforzado con fibras; y también una amplia variedad de formas. Aunque los perfiles tubulares más usados son los circulares y rectangulares, nuevas configuraciones están continuamente en desarrollo junto con nuevos materiales. El comportamiento de los pilares CFT a temperatura ambiente ha sido ampliamente estudiado y, a su vez, las investigaciones sobre su comportamiento a fuego han aumentado. Para su análisis estructural, el pilar puede ser considerado como un elemento aislado o como un elemento integrado en una estructura que interactúa con otros elementos estructurales. La revisión del estado del arte en el área de los pilares CFT sometidos a fuego llevado a cabo en el marco de esta tesis ha puesto de manifiesto que la mayoría de los trabajos cubren la respuesta a fuego de elementos aislados y que los estudios existentes sobre pilares en estructuras difieren en sus propuestas y conclusiones. En esta tesis, la respuesta a fuego de pilares CFT se analiza por medio de un modelo de elementos viga con integración por fibras. En primer lugar, se implementa un modelo térmico realista para ser integrado en el modelo termo-mecánico desarrollado cuya precisión se valida con resultados experimentales después de ser calibrado. Un estudio paramétrico se lleva a cabo con el objeto de estudiar los principales factores que afectan al problema y desarrollar un modelo simplificado de cálculo basado en el Eurocódigo 4 Parte 1-1 y que emplea el concepto de sección equivalente del núcleo de hormigón. Finalmente, dado el reducido coste computacional del modelo de fibras, se investigan los efectos de la restricción axial y rotacional en la respuesta frente al fuego de los pilares CFT integrando la columna expuesta a fuego dentro de una subestructura. Se ejecuta un estudio paramétrico para extraer conclusiones sobre esta interacción y contrastar las prescripciones de la normativa actual. El alcance de esta tesis queda limitado a pilares CFT sin protección externa, de sección circular y sometidos a carga axial centrada. / [CA] Combinar distints materials en un únic membre estructural per a aprofitar les fortaleses individuals de cada u és una pràctica consolidada amb èxit en el sector de la construcció. En els pilars tubulars d'acer omplerts de formigó (CFT) l'acció conjunta de l'acer i el formigó presenta molt bones qualitats a temperatura ambient: alta capacitat de càrrega amb seccions xicotetes, bona aparença, alta rigidesa i ductilitat i baix cost de posada en obra. En les últimes dècades, l'ús de pilars CFT en el sector de la construcció, especialment en edificis de gran altura, ha augmentat no sols degut a les seues bones característiques a temperatura ambient, sinó també per la seua inherent alta resistència al foc. A més, les seccions de pilars CFT són molt versàtils, doncs admeten distints tipus de farcit, com formigó en massa, amb armadures o reforçat amb fibres; i també una àmplia varietat de formes. Encara que els perfils tubulars més usats són els circulars i rectangulars, noves configuracions estan contínuament en desenvolupament junt amb nous materials. El comportament dels pilars CFT a temperatura ambient ha sigut àmpliament estudiat i, al mateix temps, les investigacions sobre el seu comportament a foc han augmentat. Per a la seua anàlisi estructural, el pilar pot ser considerat com un element aïllat o com un element integrat en una estructura que interactua amb altres elements estructurals. La revisió de l'estat de l'art en l'àrea dels pilars CFT sotmesos a foc, duta a terme en el marc d'aquesta tesi, ha posat de manifest que la majoria dels treballs cobreixen la resposta a foc d'elements aïllats, i que els estudis existents sobre pilars en estructures difereixen en les seues propostes i conclusions. En aquesta tesi, la resposta a foc de pilars CFT s'analitza mitjançant un model d'elements biga amb integració per fibres. En primer lloc, s'implementa un model tèrmic realista per a ser integrat en el model termo-mecànic desenvolupat, i la seua precisió es valida amb resultats experimentals desprès de ser calibrat. Un estudi paramètric es du a terme amb l'objectiu d'estudiar els principals factors que afecten al problema i desenvolupar un model simplificat de càlcul basat en l'Eurocodi 4, Part 1-1 i que empra el concepte de secció equivalent del nucli de formigó. Finalment, tenint en compte el reduït cost computacional del model de fibres, s'investiguen els efectes de les restriccions axial i rotacional en la resposta a foc dels pilars CFT integrant la columna exposada a foc dins d'una subestructura. Un estudi paramètric s'executa per a obtenir conclusions sobre aquesta interacció i contrastar les prescripcions de la normativa actual. L'abast d'aquesta tesi queda limitat a pilars CFT sense protecció externa, de secció circular i sotmesos a càrrega axial centrada. / Ibáñez Usach, C. (2016). FIRE RESPONSE ANALYSIS OF CIRCULAR CONCRETE FILLED TUBULAR COLUMNS AND THE EFFECTS OF AXIAL AND ROTATIONAL RESTRAINTS [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/60150 / Premios Extraordinarios de tesis doctorales

The scope of the presented Diploma thesis was the establishment of calculation model for shear design of textile reinforced concrete members with rectangular cross-section. To accomplish this task, it was necessary to acquire the knowledge of the principles of shear design for steel reinforced concrete and existing design methods for textile reinforced concrete. Based on these principles, an experiment was designed as 3-point bending test to obtain values of acting shear force in textile reinforced concrete beams. These beams were filled with textile reinforcement made of carbon and alkali resistant glass and cast in the laboratory of the Solidian Company. An important factor for the experiment design was the a/d ratio which was constant for all tested beams. The value of acting shear force as well as of concrete compressive strength was obtained from each experiment. These values were used for the optimization of mathematical equation for the shear design of textile reinforced concrete members with rectangular cross-section. This equation was first analyzed to gain the knowledge of every influential factor. After, the coefficient CRm,c was determined from the experimental data using the methods of optimization. The problem statement resulted in the formula for shear design of textile reinforced concrete members with rectangular cross-section which may be applied with respect to the conditions of usability of the shear model.