In dieser Arbeit werden Berechnungsvorschriften für Insertverbindungen in Holzfurnierlagenverbundwerkstoffen (WVC) mit dem Ziel erstellt, diese zur Auslegung und Nachweisführung in Anwendungen des Maschinenbaus zu verwenden. Nach Definition eines entsprechenden Anforderungsprofils erfolgt eine umfangreiche Darstellung des Standes der Technik. Dabei wird speziell auf die rechnerische Nachweisführung von Verbindungen im Bauwesen eingegangen, schwerpunktmäßig durch die im Eurocode 5 (DIN EN 1995) definierten Modelle für stiftförmige Verbindungsmittel. Im zweiten, praktischen Teil der Arbeit erfolgt die Durchführung und Auswertung umfangreicher Versuche. Dabei werden in einem ersten Schritt wesentliche Materialkennwerte der verwendeten Holzwerkstoffe bestimmt. Die zweite Gruppe der experimentellen Untersuchungen hat das Trag- und Verformungsverhalten vollständiger Insertverbindungen zum Inhalt. Dabei werden die unter statischen Aspekten wichtigen Einflussparameter auf die Tragfähigkeit bei Belastungen in Richtung sowie quer zur Stiftachse bestimmt und geometrische Vorzugsparameter ermittelt. Unter deren Zugrundelegung erfolgt eine Ausweitung der experimentellen Untersuchungen auf dynamische Lastfälle durch eine Ableitung von Wöhlerlinien bei Zugschwellbelastung. Auf Grundlage der durchgeführten Versuche werden Modelle zur Berechnung von Insertverbindungen nach den Methoden des Ingenieurholzbaus abgeleitet. Deren Anwendbarkeit wird an einem konkreten Beispiel in Form einer Transportrollenbahn für die Verwendung in der technischen Intralogistik demonstriert. / In this work, calculation fundamentals for insert fastenings in wood veneer composites (WVC) are developed with the aim to use them for the dimensioning and verification in mechanical engineering applications. After defining the functional requirements there is a comprehensive description of the best demonstrated available technology. The arithmetical verifications of connections used in civil engineering are thereby specifically addressed with the main focus on defined models for dowel type fasteners within Eurocode 5 (EN 1995). In the second part of the work comprehensive technical tests are implemented and evaluated. At first essential material properties of the used wood materials are determined. The following experiments contain the load bearing and deformation behavior of complete insert connections. The determination of important influencing parameters of the statical strength under axial and traverse loads is thereby involved, followed by an extension on dynamic load cases by a derivative of Woehler curves (stress - cycle diagram). Based on these experiments are models derived to provide calculation fundamentals to dimension insert connections. The practical applicability of the developed specifications is shown by dimensioning the connections of a roller conveyor made of WVC (technical logistics).

In dieser Arbeit werden Berechnungsvorschriften für Insertverbindungen in Holzfurnierlagenverbundwerkstoffen (WVC) mit dem Ziel erstellt, diese zur Auslegung und Nachweisführung in Anwendungen des Maschinenbaus zu verwenden. Nach Definition eines entsprechenden Anforderungsprofils erfolgt eine umfangreiche Darstellung des Standes der Technik. Dabei wird speziell auf die rechnerische Nachweisführung von Verbindungen im Bauwesen eingegangen, schwerpunktmäßig durch die im Eurocode 5 (DIN EN 1995) definierten Modelle für stiftförmige Verbindungsmittel. Im zweiten, praktischen Teil der Arbeit erfolgt die Durchführung und Auswertung umfangreicher Versuche. Dabei werden in einem ersten Schritt wesentliche Materialkennwerte der verwendeten Holzwerkstoffe bestimmt. Die zweite Gruppe der experimentellen Untersuchungen hat das Trag- und Verformungsverhalten vollständiger Insertverbindungen zum Inhalt. Dabei werden die unter statischen Aspekten wichtigen Einflussparameter auf die Tragfähigkeit bei Belastungen in Richtung sowie quer zur Stiftachse bestimmt und geometrische Vorzugsparameter ermittelt. Unter deren Zugrundelegung erfolgt eine Ausweitung der experimentellen Untersuchungen auf dynamische Lastfälle durch eine Ableitung von Wöhlerlinien bei Zugschwellbelastung. Auf Grundlage der durchgeführten Versuche werden Modelle zur Berechnung von Insertverbindungen nach den Methoden des Ingenieurholzbaus abgeleitet. Deren Anwendbarkeit wird an einem konkreten Beispiel in Form einer Transportrollenbahn für die Verwendung in der technischen Intralogistik demonstriert. / In this work, calculation fundamentals for insert fastenings in wood veneer composites (WVC) are developed with the aim to use them for the dimensioning and verification in mechanical engineering applications. After defining the functional requirements there is a comprehensive description of the best demonstrated available technology. The arithmetical verifications of connections used in civil engineering are thereby specifically addressed with the main focus on defined models for dowel type fasteners within Eurocode 5 (EN 1995). In the second part of the work comprehensive technical tests are implemented and evaluated. At first essential material properties of the used wood materials are determined. The following experiments contain the load bearing and deformation behavior of complete insert connections. The determination of important influencing parameters of the statical strength under axial and traverse loads is thereby involved, followed by an extension on dynamic load cases by a derivative of Woehler curves (stress - cycle diagram). Based on these experiments are models derived to provide calculation fundamentals to dimension insert connections. The practical applicability of the developed specifications is shown by dimensioning the connections of a roller conveyor made of WVC (technical logistics).

Det här examensarbetet går ut på att jämföra EKS 11 och SS-EN 1991-1-7 olika beräkningsmodeller för olyckslaster. Ifall en byggnad endast har ett trapphus som enda nödutgång krävs det att den dimensioneras för olyckslaster. Dessa olyckslaster delas upp i två olika grupper, kända- och okända olyckslaster. Kända olyckslaster är exempelvis påkörning när byggnaden ligger nära en väg och explosion ifall det finns exempelvis gasledningar i byggnaden. Okända olyckslaster är de laster där man inte kan dimensionera för ett exakt värde. Istället dimensionerar man för att minska konsekvenserna av lasten där främsta alternativet är att använda de krav som ställs på väsentliga bärverksdelar och applicera dem på de bärande konstruktionsdelarna. Alternativt när byggnaden inte har gasledningar så kan man beräkna för okända laster genom att dimensionera via värdet som uppkommer från en gasexplosion, 34 kN/m2. Dimensioneringen anpassas efter ett verkligt projekt konstruerat av Structor. Tidigare problem har uppstått vid tolkning av eurokodens beräkningsgång och därför har eks 11 kommit med förtydliganden och med mer triviala lösningar kring olyckslaster. Beräkningsgången för de olika olyckslasterna ser olika ut beroende på om man följer eks 11:s metod eller eurokodens metod. Målet med arbetet är att förtydliga skillnaderna mellan de olika beräkningsgångarna och se vad som ligger till grund för dom. För att kunna skapa en bredare förståelse kring olyckslaster har eurokoden, EKS 11, litteratur och Structor varit till stor hjälp. Examensarbetet är avgränsat till olyckslaster när det bara finns ett trapphus som enda utrymningsväg där det sker en jämförelse mellan EKS 11 och SS-EN 19911-7. Resultatet visar att de två olika beräkningsgångarna ger två olika svar vid beräkning av både kända- och okända laster. Ekvationerna för att räkna fram olyckslaster i de olika standarderna tar hänsyn till olika saker vilket leder till olika resultat. Slutsatsen som går att dra är att det alltid finns olika förutsättningar för varje projekt. Därför bör det göras en riskanalys i projekteringsskedet för att avgöra vilken standard som ska användas för det aktuella projektet. / This dissertation is based on a comparison between the two different procedures on accidental actions in the Swedish norm EKS 11 and SS-EN 1991-1-7. If a construction only has a stairwell as the only emergency exit it requires that accidental actions determines. These accidental actions are categorized mainly to known and unknown accidental actions. Known accidental actions are for example collision by a vehicle or a gas leak from a gas pipe in the building. Unknown accidental actions are those loads that cannot be completely determined. Instead an analyze how to decrease the damage by accidental actions are used. The main approach is to value members as key elements, in effect making them strong enough to withstand a prescribed hazard loading. An alternative if the construction does not have any gas pipes is to use the pressure of 34 kN/m2 to represent the static equivalent from a notional gas explosion. The values in the work are based from a project constructed by the Swedish company Structor. Previously difficulties have occurred while comprehending the Eurocode’s calculation procedures therefore the new Swedish norm EKS have clarified a lot about accidental actions. The calculation procedures results in two different answers between the Eurocode and the Swedish norm EKS. The aim with this dissertation is too clarify the differences between them and perceive the reasons behind it. To be able to have a wider understanding of the subject accidental actions a screening has occurred of the Eurocode, the Swedish norm EKS and literature. The Swedish company Structor has also shared a lot of knowledge on the subject. The dissertation has been limited to accidental actions on stairwells as the only emergency exit and a comparison between the Swedish norm EKS 11 and SS-EN1-7. The outcome of the two different calculations shows two different results of the known and unknown accidental actions. The equations for calculating accidental action in the different standards considerate different things which leads to different results. The conclusion is that there always are different conditions in every project. Therefor a risk assessment should be done before the construction begins to determine which standard is the most suitable for the project.

Submitted by Kelren Mota (kelrenlima@ufpa.br) on 2018-05-21T19:06:23Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_AnaliseExperimentalPisos.pdf: 5727840 bytes, checksum: 60ce92a81721ca408b5ebaf7fdc7885a (MD5) / Approved for entry into archive by Kelren Mota (kelrenlima@ufpa.br) on 2018-05-21T19:10:57Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_AnaliseExperimentalPisos.pdf: 5727840 bytes, checksum: 60ce92a81721ca408b5ebaf7fdc7885a (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-21T19:10:57Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_AnaliseExperimentalPisos.pdf: 5727840 bytes, checksum: 60ce92a81721ca408b5ebaf7fdc7885a (MD5) Previous issue date: 2016-12-20 / As estruturas de piso misto de madeira e concreto já algum tempo fazem parte do contexto construtivo pelo mundo, sendo empregadas principalmente na recuperação de pisos antigos de madeira em residências uni ou multi familiares, principalmente em países da Europa e da America do Norte, são usadas também em estruturas de pontes e passarelas ao ar livre pois a placa de concreto protege a madeira das intempéries, radiações solares entre outros. Vários fatores contribuem a favor do uso deste tipo de estrutura em residências, entre eles destacam-se: o custo bem mais barato que a construção convencional em concreto armado, a leveza arquitetônica do arranjo, com as peças de madeira aparentes envernizadas e laje pintada, proporcionando um acabamento muito bom, o isolamento térmico e acústico se tomarmos como referencia os pisos somente de madeira. Este trabalho ressalta o uso de madeiras de reflorestamento no Brasil, sendo escolhida por sua beleza e resistência a Tectona Grandis (TECA), e para a laje que compõem a mesa escolhemos um concreto de pós-reativos, onde alguns agregados são subprodutos das indústrias de papel e vidro. A geometria traçada para laje foi delineada em busca de se ter o melhor arranjo estrutural, aliado ao bom efeito arquitetônico. As expressões para cálculo do piso misto madeira-concreto estão fundamentadas nas equações de equilíbrio e nos preceitos da EUROCODE 5 os parâmetros para verificação e segurança seguem os preceitos da NBR 7190/97, NBR 6118/14 da própria EUROCODE 5. Os resultados apresentados demonstram que há diferenças entre os métodos de cálculo analítico e de elementos finitos (SAP 2000), os resultados entre estes modelos tiveram diferenças quanto ao modelo experimental, às medições realizadas mostraram uma rigidez efetiva bem mais elevada que as apresentadas nos dois modelos citados anteriormente. Concluímos então, que os módulos de elasticidade dos materiais e o módulo de deslizamento devem ser ensaiados para que haja uma proximidade com resultados experimentais. Os resultados obtidos no modelo experimental nos mostra ótima rigidez, os fatores de segurança quanto aos EL Último e de utilização, foram atendidos o custo final da montagem mesmo com a utilização do concreto de pós-reativos ficou mais baixo que o custo de uma estrutura convencional, assim podemos denotar que as estruturas de concreto-madeira apresentam ótimas condições de emprego em construções e reformas, sendo de suma importância o incentivo e a continuidade dessa técnica construtiva. / Mixed timber and concrete structures have long been part of the constructive context around the world, and are mainly used for the recovery of old wooden floors in single or multi-family dwellings, mainly in European and North American countries, are used Also in structures of bridges and walkways in the open air since the concrete plate protects the wood from the elements, solar radiation among others. Several factors contribute to the use of this type of structure in homes, among them the following: the cost much cheaper than the conventional construction in reinforced concrete, the architectural lightness of the arrangement, with the apparent varnished wood and painted slabs, Providing a very good finish, thermal and acoustic insulation if we take as a reference the only wooden floors. This work highlights the use of wood from reforestation in Brazil, being chosen for its beauty and resistance to Tectona Grandis (TECA), and for the slab that compose the table we chose a concrete of post reactive, where some aggregates are by-products of the industries of Paper and glass. The geometry drawn for slab was outlined in search of having the best structural arrangement, combined with the good architectural effect. The expressions for calculating the mixed wood-concrete floor are based on the equilibrium equations and the precepts of EUROCODE 5, the parameters for verification and safety follow the precepts of NBR 7190/97, NBR 6118/14 of EUROCODE 5 itself. The results show that there are significant differences between the analytical and finite element methods (SAP 2000), the results between these models had significant differences, as far as the experimental model, the measurements performed showed a much higher stiffness than those presented In the two models mentioned above. We conclude that the elasticity moduli of the materials and the sliding modulus must be tested in order to be close to experimental results. The results obtained in the experimental model showed us excellent rigidity, the safety factors regarding the EL and final use were met the final cost of assembly even with the use of the post-reactive concrete was lower than the cost of a conventional structure , Thus we can denote that the concrete-wood structures present great conditions of use in constructions and reforms, being of the utmost importance the incentive and the continuity of this constructive technique.

Uma das tarefas mais desafiadoras do engenheiro na área da Geotecnia é a escolha dos valores de parâmetros geotécnicos obtidos de ensaios de campo ou laboratório e que serão utilizados nos modelos analíticos ou numéricos na fase de projeto de fundações. Diante das incertezas inerentes aos ensaios de SPT e da heterogeneidade de abordagens para a utilização dos valores de NSPT, é proposta neste estudo, a aplicação de um critério estatístico para obtenção de valores de NSPT, a partir da construção de intervalos de confiança de 95% de probabilidade em torno da reta ajustada de regressão linear simples entre a variável aleatória NSPT e a profundidade. Os valores obtidos de NSPT pelo critério aplicado foram utilizados na previsão da capacidade de carga de 19 estacas isoladas a partir da utilização de três métodos semi-empíricos: Aoki-Velloso (1975) com coeficientes alterados por Monteiro (1997), Décourt & Quaresma (1978) alterado pelo método de Décourt (1996) e Método de Alonso (1996). As cargas de ruptura dessas 19 estacas ensaiadas através de Provas de Carga Estática foram obtidas pelos métodos de extrapolação de Van Der Veen (1953) e Décourt (1996) e serviram para comparação e consequente validação do critério estatístico. Adicionalmente, com fulcro no item 6.2.1.2.1 da ABNT NBR 6122:2010 Resistência calculada por método semi-empírico, foram avaliados os fatores de segurança em relação às cargas de projeto, inclusive, também se utilizando da premissa de reconhecimento de regiões representativas, levando em conta o número de ensaios de SPT executados, fato que promove uma diminuição da incerteza dos parâmetros, apontando a um menor fator de segurança. A dissertação enfatiza as vantagens de um adequado tratamento estatístico dos parâmetros geotécnicos, a exemplo da recomendação já existente nas normas internacionais como Eurocódigo e outras. O critério construído permite e encoraja análises e decisões racionais no universo das partes interessadas consumidores, projetistas, fiscais de obras, contratantes e comunidade científica promovendo as discussões de forma mais objetiva e harmoniosa sobre o tema. / One of the most challenging aspects of geotechnical engineering is the selection of soil parameters from field and / or laboratory tests to be used in analytical or numerical models for foundation design. Due to known uncertainties in SPT tests and wide availability of criteria for NSPT interpretation, a proposed procedure is presented based on 95% confidence limits around a trend line defined by simple linear regression analysis expressing the variation of NSPT with depth. The NSPT values obtained by the proposed approach have been used to estimate the pile ultimate capacity of 19 isolated continuous flight auger piles using different semi-empirical methods, such as Aoki and Velloso (1975) with modified coefficients as proposed by Monteiro (1997), Décourt and Quaresma (1978) modified by Décourt (1996) and Alonso (1996). Static load tests of the same 19 piles have been extrapolated by Van Der Veen (1953) and Décourt (1996) methods, as an aid for comparison and validation of the statistical criterion. Additionally, were made with the fulcrum in item 6.2.1.2.1 of ABNT NBR 6122: 2010 - Resistance calculated by semi-empirical method, evaluations of safety factors in relation to load project, also including the premise of recognizing representative regions and taking into account the number of SPT tests, a fact that provides the decreased uncertainty of the parameters, indicating a lower FS. The dissertation emphasizes the advantages of an adequate statistical treatment of the geotechnical data, similar to what is recommended by the Eurocode. Such approach allows and encourages a more rational decision including all interested parties - consumers, designers, inspectors, contractors and scientific community providing more objective and harmonious discussions on this subject.

Uma das tarefas mais desafiadoras do engenheiro na área da Geotecnia é a escolha dos valores de parâmetros geotécnicos obtidos de ensaios de campo ou laboratório e que serão utilizados nos modelos analíticos ou numéricos na fase de projeto de fundações. Diante das incertezas inerentes aos ensaios de SPT e da heterogeneidade de abordagens para a utilização dos valores de NSPT, é proposta neste estudo, a aplicação de um critério estatístico para obtenção de valores de NSPT, a partir da construção de intervalos de confiança de 95% de probabilidade em torno da reta ajustada de regressão linear simples entre a variável aleatória NSPT e a profundidade. Os valores obtidos de NSPT pelo critério aplicado foram utilizados na previsão da capacidade de carga de 19 estacas isoladas a partir da utilização de três métodos semi-empíricos: Aoki-Velloso (1975) com coeficientes alterados por Monteiro (1997), Décourt & Quaresma (1978) alterado pelo método de Décourt (1996) e Método de Alonso (1996). As cargas de ruptura dessas 19 estacas ensaiadas através de Provas de Carga Estática foram obtidas pelos métodos de extrapolação de Van Der Veen (1953) e Décourt (1996) e serviram para comparação e consequente validação do critério estatístico. Adicionalmente, com fulcro no item 6.2.1.2.1 da ABNT NBR 6122:2010 Resistência calculada por método semi-empírico, foram avaliados os fatores de segurança em relação às cargas de projeto, inclusive, também se utilizando da premissa de reconhecimento de regiões representativas, levando em conta o número de ensaios de SPT executados, fato que promove uma diminuição da incerteza dos parâmetros, apontando a um menor fator de segurança. A dissertação enfatiza as vantagens de um adequado tratamento estatístico dos parâmetros geotécnicos, a exemplo da recomendação já existente nas normas internacionais como Eurocódigo e outras. O critério construído permite e encoraja análises e decisões racionais no universo das partes interessadas consumidores, projetistas, fiscais de obras, contratantes e comunidade científica promovendo as discussões de forma mais objetiva e harmoniosa sobre o tema. / One of the most challenging aspects of geotechnical engineering is the selection of soil parameters from field and / or laboratory tests to be used in analytical or numerical models for foundation design. Due to known uncertainties in SPT tests and wide availability of criteria for NSPT interpretation, a proposed procedure is presented based on 95% confidence limits around a trend line defined by simple linear regression analysis expressing the variation of NSPT with depth. The NSPT values obtained by the proposed approach have been used to estimate the pile ultimate capacity of 19 isolated continuous flight auger piles using different semi-empirical methods, such as Aoki and Velloso (1975) with modified coefficients as proposed by Monteiro (1997), Décourt and Quaresma (1978) modified by Décourt (1996) and Alonso (1996). Static load tests of the same 19 piles have been extrapolated by Van Der Veen (1953) and Décourt (1996) methods, as an aid for comparison and validation of the statistical criterion. Additionally, were made with the fulcrum in item 6.2.1.2.1 of ABNT NBR 6122: 2010 - Resistance calculated by semi-empirical method, evaluations of safety factors in relation to load project, also including the premise of recognizing representative regions and taking into account the number of SPT tests, a fact that provides the decreased uncertainty of the parameters, indicating a lower FS. The dissertation emphasizes the advantages of an adequate statistical treatment of the geotechnical data, similar to what is recommended by the Eurocode. Such approach allows and encourages a more rational decision including all interested parties - consumers, designers, inspectors, contractors and scientific community providing more objective and harmonious discussions on this subject.

[EN] Concrete filled steel tubular columns have many advantages in terms of bearing capacity, aesthetics, execution and fire resistance, thanks to the collaborative work of both materials steel and concrete. The effort made in the last decades to rise a high understanding of their behaviour subjected to different loads and assuming multiple variations has resulted in the wide spread of its use between the designers. Nonetheless, how to solve the connection with I-beams is still a handicap and requires a specific study. One of the most common and popular solution to connect open section steel beams (I-beams) to open section steel columns are endplate connections. In the cases of columns with hollow section, special fastenings are needed, which are able to be tightened from one external side and are denominated blind-bolts. Nowadays, there are several fastener systems that allow these types of connections. The characterization of their response and their capacity to support different loads is the objective of several investigations, where the geometrical definition and the material properties are crucial parameters. Despite the promising results of these connections at room temperature regarding their capability to resist bending moments, their performance is un-known at high temperatures. Therefore, the aim of this thesis is the study of the tensile behaviour of blind-bolts in endplate connections to concrete filled tubular columns at elevated temperatures and subjected to bending moment. Primarily, the research comprises the understanding of the pure thermal transfer problem. The temperature distribution through the connection section is obtained experimental and numerically. The thermal parameters that characterize the connections response are determined through the calibration of the numerical models with the experiments. Secondly, the blind-bolt capacity under pull out and at high temperatures is under analysis. During the fire the temperature increases while connection transmits loads from the beam to the column, the objective of this dissertation is to know how the mechanical response of the pulled blind-bolts changes under these conditions. Thus, the study of the material properties dependent on the temperature and their effect on the connection response is covered by the investigation. Furthermore, the influence of the concrete and the type of fastener is a highlighted aspect through the thermal and the fire analysis. Finally, the reliability of these connections to comply with requirements of 30 minutes fire exposure before the collapse is evaluated. As a result, valuable Finite Element models able to simulate the thermal and thermo-mechanical behaviour of the connection are developed, providing useful behavioural patterns of the blind-bolts. Among the main conclusions, it is noted the temperature reduction due to concrete core in concrete filled columns compared to hollow sections, in the exposed bolt surface means 100ºC less. Conversely, a longer bolt shank of the fastener system embedded in concrete has a negligible effect on the temperature of the resistant part of the bolt. Regarding the fire capacity, the concrete core in the steel tube columns presents significant benefits in terms of fire resistance time and connection stiffness. Besides, the bolt anchorage enhances the stiffness at elevated temperatures, however, the failure of the shank next to the bolt head causes that the anchorage does not mean an improvement on the fire time resistance. / [ES] Las columnas tubulares de acero rellenas de hormigón presentan múltiples ventajas en términos de capacidad de carga, estética, ejecución y resistencia al fuego, gracias a la acción combinada de acero y hormigón. El esfuerzo realizado en las últimas décadas por conocer su comportamiento frente a diferentes cargas y bajo distintos parámetros ha dado lugar a una amplia difusión de su uso entre los diseñadores. No obstante, la forma de resolver la conexión con vigas de sección en I sigue siendo un hándicap y requiere un estudio específico. Una de las soluciones más comunes y populares para conectar las vigas de acero de sección abierta (vigas I) a columnas de acero de sección abierta es la conexión con chapa de testa, que en el caso de sección hueca requiere de tornillos especiales denominados tornillos ciegos, puesto que reciben el par de apriete desde una cara de la sección. En la actualidad existen diversos sistemas de fijación que permiten este tipo de conexiones y cuya respuesta y caracterización es objeto de numerosas investigaciones. En este sentido, la definición geométrica de la unión y las propiedades de los materiales son parámetros cruciales en el rendimiento de la conexión. La presente tesis analiza el comportamiento de los tornillos ciegos en el área traccionada de conexiones de placa de testa a columnas tubulares de acero rellenas de hormigón sometidas a momentos de flexión y a elevadas temperaturas. Las prestaciones de esta solución constructiva para la unión viga-columna tubular, junto con la ausencia de datos relacionados con su comportamiento en situación de incendio la convirtió en el objetivo del trabajo. En primer lugar, la investigación aborda el problema de transferencia de calor, analizando experimental y numéricamente la distribución de temperaturas en la sección de la conexión. En esta parte del estudio se obtienen los parámetros térmicos que caracterizan la respuesta térmica de la conexión a través de la calibración de los modelos numéricos con los datos experimentales. En segundo lugar, se realiza el estudio de la capacidad de los tornillos ciegos para soportar cargas de tracción en situación de incendio, es decir, se analiza cómo cambia el comportamiento de la conexión con sus características alteradas debido a las altas temperaturas. El estudio de las propiedades del material en función de la temperatura y su efecto sobre la respuesta de la conexión constituyen una parte importante de la investigación. Además, se evalúa la influencia del hormigón y el tipo de elemento de sujeción tanto en el comportamiento mecánico como termo-mecánico de la conexión. Por último, se estudia la capacidad de las uniones para cumplir con requerimientos de exposición al fuego de 30 minutos previamente al colapso. Como resultado de este trabajo se obtuvieron modelos de elementos finitos capaces de simular la conexión térmica y termo-mecánicamente, proporcionando patrones de comportamiento de gran utilidad en el diseño de las mismas. Entre las principales conclusiones, se observó la reducción de la temperatura en los tornillos gracias al núcleo de hormigón en columnas de hormigón lleno en comparación con secciones huecas, que ya en la superficie expuesta del tornillo se cuantificaba en 100ºC menos. Por el contrario, los elementos de fijación que presentaban mayor longitud de vástago de tornillo embebida en el hormigón, no generaban un efecto significativo sobre la temperatura de la parte resistente del perno. En cuanto a la capacidad resistente frente a fuego, el núcleo de hormigón supuso una mejora en términos de rigidez y de tiempo de resistencia al fuego. Sin embargo, el fallo de los pernos en una sección próxima a la superficie expuesta redujo el efecto esperado del anclaje del tornillo, que si bien implicaba una mayor rigidez de la conexión, no parecía mejorar el tiempo de resistencia a fuego. Finalmente se planteó la necesidad de / [CAT] Els pilars tubulars d'acer omplerts de formigó (CFT) presenten molts avantatges en termes de capacitat de carrega, estètica, execució i resistència al foc, gràcies a l'acció combinada de l'acer i el formigó. L'esforç realitzat en les darreres dècades per conèixer el seu comportament enfront a diferents càrregues i sota distints paràmetres ha donat lloc a una amplia difusió del seu ús entre el dissenyadors. No obstant això, la manera de resoldre la connexió amb bigues de secció en I, continua sent un handicap i requereix d'un estudi específic. Una de les solucions més comuns i populars per a connectar les bigues d'acer de secció oberta (bigues I) a columnes d'acer de secció oberta és la connexió amb 'chapa de testa', que en el cas de la secció buida requereix de perns especials denominats perns cecs perquè es rosquen des d'una cara de la secció. En l'actualitat existeixen diversos sistemes de fixació que permeten aquest tipus de connexions, la resposta i caracterització dels quals es l'objectiu de nombroses recerques. En aquest sentit, la definició geomètrica de la unió i les propietats dels materials son paràmetres crucials en el rendiment de la connexió. Aquesta tesi analitza el comportament dels perns cecs en l'àrea traccionada de connexions de 'chapa de testa', a pilars tubulars d'acer omplerts de formigó, sotmeses a moments de flexió i a elevades temperatures. Les prestacions d'aquesta solució constructiva per a la unió biga-pilar tubular junt amb l'absència de dades relacionades amb el comportament en situació d'incendi, la van convertir en l'objectiu d'aquest treball. En primer lloc, la recerca aborda el problema de transferència de calor, analitzant tant experimental com numèricament la distribució de temperatures en la secció de la connexió. En aquesta part de l'estudi, s'obtenen el paràmetres tèrmics que caracteritzen la resposta tèrmica de la connexió mitjançant el calibratge del models numèrics amb les dades experimentals. En segon lloc, es realitza l'estudi de la capacitat dels perns cecs per a suportar càrregues de tracció en situació d'incendi, es a dir, s'analitza com canvia el comportament de la connexió amb les seues característiques alterades degut a les altes temperatures. L'estudi de les propietats del material en funció de la temperatura i el seu efecte en la resposta de la connexió formen també part de la recerca. Un contingut important d'aquest treball consisteix en determinar l'influencia del formigó i el tipus d'element de fixació tant en el comportament mecànic com termo-mecànic de la connexió. Per últim, s'estudia la capacitat de les unions per a complir amb els requeriments d'exposició al foc de 30 minuts prèviament al col·lapse. Com a resultat d'aquest treball s'obtingueren models d'elements finits amb capacitat per a simular el comportament tèrmic i termo-mecànic de la connexió, proporcionant patrons de comportament de gran utilitat en el disseny. Entre les principals conclusions, es va observar la reducció de la temperatura en els perns gràcies al nucli de formigó en pilars omplerts de formigó en comparació amb el pilars buits, on ja en la superfície esposada del cargol es quantificava en 100 ºC menys. Pel contrari, els elements de fixació que presentaven major longitud de embeguda en el formigó, no generaven un efecte significatiu en la temperatura de la part resistent del pern. En quant a la capacitat resistent davant del foc, el nucli de formigó va suposar una millora en termes de rigidesa i de temps de resistència al foc. Tanmateix, la fallada dels perns en una secció pròxima a la superfície esposada va reduir l'efecte esperat de la fixació del pern, que si be implicava una major rigidesa de la connexió, no semblava millorar el temps de resistència al foc. Finalment, es va plantejar la necessitat de aprofundir en l'anàlisi incorporant un major rang de paràmetres. / Pascual Pastor, AM. (2015). Fire behaviour of blind-bolted connections to concrete filled tubular columns under tension [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/53240 / TESIS

This thesis deals with influence on structure changes of panel building. It is about type B70/R, to which was collected necessary design documentation. Static analysis is performed by ANSYS software. 29 models was created to focus on stress and displacements. Verification of selected wall according to Eurocode is also included.

Efter introduktionen av Eurokoderna har mängden minimiarmering i betongkonstruktioner ökat. Denna ökning beror på skillnader i metoderna som nu används för att beräkna mängden minimiarmering i olika typer av betongkonstruktioner och de som användes tidigare då BKR var den gällande normen. Minimiarmering används i betongkonstruktioner för att omfördela tvångsdeformationer. I detta arbete undersöks om mängden minimiarmering kan minskas utan att dess huvudsakliga funktion går förlorad. I arbetet har ett antal metoder för att beräkna minimiarmering jämförts för att se hur stora skillnaderna i armeringsmängd blir, varför dessa uppkommer och vilka för- och nackdelar som finns med metoderna. De undersökta metoderna inkluderar den som anges i Eurokod 2, förändringar som gjorts i den tyska nationella bilagan till Eurokod 2 och ett förslag till ändring som presenterats av Hallgren i ett preliminärt arbete.   Resultaten bygger på simuleringar utförda i FEM-programmet Atena där olika typfall undersökts. I typfallen har betongens hållfasthetsklass, tvärsnittsdimension, armeringsdimension, täckande betongskikt och vidhäftningsförutsättning varierats. Armeringsmängden varierades för att motsvara den mängd som krävs vid beräkning enligt de tidigare nämnda metoderna. I alla undersökta fall antas tvärsnittet vara utsatt för ren dragbelastning, vilket är fallet vid krympning. Resultaten från de numeriska simuleringarna visade att en större armeringsmängd ger minskade sprickbredder och ökade möjligheter att omfördela tvångsdeformationer till nya sprickor. Bildandet av nya sprickor sker också vid en mindre krympning. Skillnaderna jämfört med om en mindre armeringsmängd används blir dock i de flesta fall små och mängden armering kan reduceras utan att minimiarmeringens sprickfördelande funktion äventyras. Resultaten från de numeriska simuleringarna användes också för att ta fram ett alternativ som ger en mindre mängd minimiarmering utan att armeringens huvudsakliga funktion försvinner. I detta arbete föreslås en förändring rörande koefficienten k i Eurokod. Förändringen av värdet på koefficienten k gör att mängden erforderlig minimiarmering minskar betydligt vid beräkningar, speciellt för tvärsnitt med en större tvärsnittshöjd. Fler numeriska simuleringar utfördes och det kunde säkerställas att en armeringsmängd motsvarande den som ges med den föreslagna ändringen fungerar för alla undersökta typfall. Endast en liten ökning av sprickbredderna sker.   En undersökning av sprickproblematiken under betongens hållfasthetstillväxtfas har gjorts, och resultaten visar att problem med sprickbildning inte beror på den autogena krympningen eller på uttorkningskrympningen. Endast en liten andel av denna krympning hinner uppnås under de första veckorna, samtidigt som hållfasthetstillväxten sker relativt snabbt. Problem med sprickbildning under denna tidsperiod beror istället på andra faktorer såsom en stor värmeutveckling i betongen, en ojämn uttorkning eller en ojämn temperaturfördelning över tvärsnittet i kombination med tvång. Efter den värmeutveckling som skett i betongen under det första dygnet efter gjutning påbörjas en avsvalningsfas. Under denna kan sprickbildning uppstå i betongen, och denna sprickbildning finns kvar när uttorkningskrympningen senare fortskrider. En jämförelse har även gjorts mellan handberäkningar av karaktäristiska sprickbredder enligt Betongföreningens handbok till Eurokod 2 och sprickbredder utlästa ur resultaten från de numeriska simuleringarna. Resultaten visar att metoden överlag fungerar bra, men att vissa justeringar skulle kunna göras för att anpassa den till mindre värden på betongens krympning. / After the introduction of the Eurocodes, the minimum amount of reinforcement for crack control in concrete structures has increased. This is due to differences in themethods for calculating the minimum amount of reinforcement used in the Eurocodes and in BKR, a standard which was used in Sweden before the Eurocodes. Minimum reinforcement for crack control is used in concrete structures to redistribute the tensile stresses caused by restraint during the shrinkage. This thesis examines if the amount of minimum reinforcement can be reduced without compromising the main functions of the reinforcement. In this thesis a number of methods for calculating the minimum reinforcement has been compared to see how large the differences in the amount of reinforcement are, why they occur and what are the advantages and disadvantages of the different methods. The different methods revised in this thesis are the method in Eurocode 2, the changes made in the German National Annex to the Eurocode 2 method and a method proposed by Hallgren in a preliminary work.   The results are based on simulations performed in the FEM-application Atena where different scenarios were examined. In the investigated scenarios, the strength classes of the concrete, the cross-sectional dimensions, the size of the reinforcement bars, the size of the concrete cover and the bond strength has been varied. The amount of reinforcement in each case has been varied to correspond to the required minimum amount according to the different methods for calculating minimum reinforcement. In all investigated cases, the cross section is assumed to be exposed to pure tensile load, which is the case for shrinkage. The results of the simulations showed that a larger amount of reinforcement reduces the width of the cracks, that a larger amount of small cracks are formed, and that new cracks are formed earlier at a lower shrinkage value. The differences are however in most cases small compared to when a lower amount of reinforcement is used. In other words, a lower amount of reinforcement could be used without compromising the main functions of the minimum reinforcement. The results from the simulations have also been used to obtain an alternative method for calculating the minimum reinforcement that gives a lower amount of reinforcement without compromising the main functions. The proposed change in Eurocode is a modification in the value of the coefficient k. By changing the value of the coefficient k, the amount of required minimum reinforcement is decreased significantly, especially for large crosssection heights. More numerical simulations were performed to ensure that the reinforcement amount according to the proposed change works for all scenarios considered in this thesis. The results showed that the reinforcement were capable of redistributing the tensile stresses caused by restraint. Only a small increase in the crack widths could be observed.   An investigation was conducted to find an explanation to why cracks occur during the first weeks after casting of the concrete. The results show that the problem with cracks occurring during this period is neither due to the autogenous shrinkage nor the drying shrinkage. Only a small share of those types of shrinkage are achieved during the first weeks, and at the same time the concrete strength growth is relatively fast. Instead, the problems with cracks seem to be caused by other factors, such as a large heat development in the concrete during the first day, uneven drying shrinkage or an uneven temperature distribution over the cross section in combination with restraint. Cracks can develop during the first days after casting of the concrete due to the shrinkage that occur when the concrete cools off after the large heat development the first day. These cracks remain when the drying shrinkage continues. A comparison was also made between hand calculations of the characteristic crack widths according to “Betongföreningens handbok till Eurokod 2” and the crack widths read out of the results from the numerical simulations. The results showed that the method generally works well, but some minor adjustments could be made to adapt the method to smaller values of concrete shrinkage.

Most people do not associate Scandinavia with seismic activity and earthquakes; however, there is in fact seismic activity in the region. Although in comparison with southern Europe the return periods of earthquakes with large magnitudes are quite long, itis critical to consider earthquake impact when designing structures. Earthquake impact is difficult to predict, but building standards provide guidance to safely designstructures based on statistical and empirical data specific to regional conditions andcircumstances. Crucial for the final impact and response of a structure is not only theground acceleration, but also the ground type, which can amplify seismic vibrationsand ultimately cause unfortunate damage to the structural elements. Since 2010 Eurocode 8, the European standards for seismic design has been in effectfor building structures in Norway. The main difference with the application of thestandards in Norway compared to Southern Europe is the choice between elastic andductile design in some cases. Presumably, the same design regulations are applicablefor design of structures in Sweden, because parts of Sweden share similar conditionsas in Norway. This master thesis examines the results of selecting between elastic andductile design based on an arbitrary finite element model, and ultimately, presentsthe differences in cost efficiency in both quantitative and qualitative measures. In the arbitrary structure that is analyzed, the lateral bearing system contains a concrete wall shaft. In order to evaluate profitability, the cost development of reinforcement in the walls, is analyzed based on ground acceleration and ductility class. Thestudy ultimately implies a breaking point when structures in ductility class mediumare more cost efficient than structures in ductility class low and vice versa, with thecondition that the governing lateral force is the seismic vibration and that the normalized axial force is less than 15% / Skandinavien förknippas inte i första hand med seismisk aktivitet och jordbävningar.I regionen förekommer seismisk aktivitet, dock är returperioderna för jordbävningarmed stor magnitud förhållandevis lång i relation till södra Europa. Jordbävningslasterär svåra att förutse, men byggnormerna vägleder till säkert utformande och dimensionering mot dess påverkan, baserat på statistiska och empiriska data för regionala förutsättningar och omständigheter. En avgörande faktor för konstruktioners inverkan och respons är inte endast markaccelerationen utan även marktypen som kanförstärka de seismiska vibrationerna och eventuellt orsaka skada på byggnader. I Norge används sedan 2010 de europeiska normerna för jordbävningsdimensionering, Eurokod 8. Den väsentliga skillnaden jämfört med utförandet av konstruktioneri södra Europa är att valet mellan elastiska och duktila utformanden ges i vissa fall.Hypotetiskt kan samma normer användas för dimensionering av byggnader i Sverige,eftersom vissa regioner i Sverige har samma förutsättningar som i Norge. I detta examensarbete undersöks valet mellan elastisk och duktil dimensionering medhjälp av finita element modellering av en godtycklig konstruktion samt en jämförelseav de två fallen som slutligen leder till en analys av kostnadseffektiviteten, både kvantitativt och kvalitativt. Det horisontella bärsystemet i den använda modellen är ett schakt bestående av betongväggar. För att kunna uppskatta lönsamheten analyseras kostnadsutvecklingenav armeringsinnehållet, beroende av markacceleration och duktilitetsklass. Studienhar resulterat i definitionen av en brytpunkt som anger när dimensionering enligtduktilitetsklass medium är effektivare än dimensionering enligt duktilitetsklass lågoch vice versa, under förutsättning att jordbävningslasten är dimensionerande ochden normaliserade axialkraften är lägre än 15%.