Modelling of shallow composite slabs behaviour

• Autorzy: Byrdy A.

Warianty tytułu

PL

Modelowanie pracy statycznej płyt zespolonych z betonu i blach profilowanych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Composite slabs consist of a thin-walled profiled steel sheeting, reinforcement and in-situ cast concrete. The profiled sheeting acts as permanent formwork and once the concrete has hardened as an outer reinforcement. Unlike a bar reinforcement, the sheeting does not benefit from being totally embedded in concrete. Partial connection between the sheeting and concrete takes place after adhesion is broken. Composite slab design is usually based on parameters of partial connection obtained from full scale bending test. The objective of this paper is to analyse composite slabs which fail in longitudinal shear. This paper presented analysis of composite slabs behaviour based on FE simulations and data from tests which have been made. In the paper a nonlinear 3-D analysis of composite slab with partial interaction between steel thin walled sheeting and concrete has been performed, compared to experimental results and simplified engineering methods. Material and interaction properties have been determined from full scale tests. Cracking and plasticity of concrete, plasticity in the sheeting, and friction between concrete and sheeting are included in the numerical model. Proposed computational model can be applied to the verification of composite slabs resistance made of re-entrant profiles. Presented in the paper PE model of composite slabs behaviour could provide a better understanding of the problem of horizontal shear resistance in composite slabs' design.

PL

Płyty zespolone na blachach fałdowych wykonuje się z cienkościennych blach profilowanych, zbrojenia i betonu dostarczanego na budowę. Blachy fałdowe w fazie montażu służą jako szalunek tracony, a po związaniu betonu tworzą zbrojenie przęsłowe płyt. W przeciwieństwie do klasycznego zbrojenia, blachy profilowane nie są w pełni zakotwione w betonie płyty. Częściowe zespolenie między blachą i betonem ma miejsce, po utracie naturalnej przyczepności adhezyjnej między tymi materiałami. Projektowanie płyt zespolonych zwykle uwzględnia parametry częściowego zespolenia otrzymane na podstawie badań zginanych płyt. Celem tego artykułu jest analiza płyt zespolonych, których zniszczenie polega na utracie nośności na ścinanie podłużne. W artykule przedstawiono analizę złożonego zachowania płyt opartą na symulacjach MES i danych z wykonanych badań płyt zespolonych. W ramach pracy wykonano nieliniowe analizy modeli 3-D dla płyt z częściowym zespoleniem między betonem i blachą, porównano je z wynikami badań doświadczalnych i wynikami obliczeń inżynierskich. Parametry materiałowe i parametry współpracy płyt zostały określone na podstawie badań modeli rzeczywistych. Parametry pękania i plastyczności betonu, uplastycznienia w blasze stalowej, oraz tarcia między betonem i blachą zostały uwzględnione w numerycznym modelu płyt. Zaproponowany model obliczeniowy może być użyty do weryfikacji nośności płyt zespolonych wykonywanych z blach o profilu wklęsłym. Przedstawiony model dyskretyzacji elementami skończonymi, może dać możliwość lepszego zrozumienia problemu nośności na ścinanie podłużne w projektowaniu płyt zespolonych.

Słowa kluczowe

EN

modelling; composite slabs; profiled sheeting; nonlinear finite element analysis

PL

płyta zespolona; beton; blacha profilowana; analiza nieliniowa; metoda elementów skończonych

• Wydawca: Komitet Inżynierii Lądowej i Wodnej PAN ; Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Lądowej
• Czasopismo: Archives of Civil Engineering
• Rocznik: 2008
• Tom: Vol. 54, nr 2
• Strony: 333--347
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., il.

Twórcy

autor

Byrdy A.

• University of Technology, Kraków, Poland,

Bibliografia

• 1. S. W. ALEKSANDROWSKI, Rasczot bietonnych i żeliezobietonnych konstrukcji na izmienienije tiempieratury i włażnosti s uczetom połzuczesti, Moskwa 1966.
• 2. ANSYS-User’s Manual for Revision 7.0, Vol. III, Elements, 2002.
• 3. ANSYS-User 's Manual for Revision 7.0, Vol. IV, Theory, 2002.
• 4. N. C. ARIUTIUNIAN, Niekotoryje woprosy tieorii połzuczesti, Moskwa 1952.
• 5. H. BODE, F. MINAS, Gutachten zum Tragverhalten von SUPER - HOLORIB- Verbunddecken, Universität Kaiserslautern, Kaiserslautern, November 1996.
• 6. A. BYRDY, Stany graniczne płyt zespolonych z betonu i blach fałdowych, Praca doktorska, Politechnika Krakowska, Kraków 2005.
• 7. St. MAJEWSKI, Mechanika betonu konstrukcyjnego w ujęciu sprężysto-plastycznym, Monografia, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2003.
• 8. NW-0642/02 Sprawozdanie z badań płyt zespolonych na blachach profilowanych FOLRSTROP T59Zw zakresie niezbędnym do udzielenia aprobaty technicznej ITB, ITB, Warszawa 2003.
• 9. PN-B-03264:2002 Konstrukcje betonowe, żelbetowe i sprężone. Obliczenia statyczne i projektowanie.
• 10. prEN 1994 1-1 Design of composite steel and concrete structures. Part 1.1 General rules and rules for buildings. CEN Stage 34 Final Project Team Draft, l January 2002.
• 11. PN-B-03300:2006 Konstrukcje zespolone stalowo-betonowe. Obliczenia statyczne i projektowanie.
• 12. M. VELJKOVIĆ, Interaction between concrete and sheeting in composite slabs, The Nordic Concrete Federation, Nordic Concrete Research, Publication, 17, 2, Oslo, Norway 1995.
• 13. K. J. WILLAM, E. P. WARNKE, Constitutive models for the triaxial behavior of concrete, IABSE Seminar on Concrete Structures subjected to Triaxial Stresses, Bergamo 1974. IABSE Proc., 19, pp. 1-30.