Parameter identification of steel-concrete composite beams by finite element method

• Autorzy: Wróblewski T. , Pełka-Sawenko A. , Abramowicz M. , Berczyński S.

Warianty tytułu

PL

Identyfikacja parametrów stalowo-betonowych belek zespolonych metodą elementów skończonych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Steel-concrete composite elements are very often used as main elements of floors or in bridge engineering as main carrying girders. This paper presents computational models and an analysis of natural vibrations conducted on steel-concrete composite beams. Simulation results were compared with experimental research results for beams in groups B1 and B2. In the group of beams B1 a connection that consisted of steel stud connectors was used whereas perforated steel slats were used in group B2. For modelling and calculations, Abaqus platform and Matlab environment were used and the finite element method (FEM) was applied. Each beam model was made in two versions that differ in the approach to modelling connection. In the first modelling approach beam elements were used whereas in the second spring elements were applied. Both models, after parameter identification, provided very good consistency with experimental research results.

PL

Elementy zespolone stalowo - betonowe są najczęściej wykorzystywane jako główne elementy stropów oraz jako dźwigary nośne w mostach i wiaduktach. Niniejszy artykuł przedstawia modele obliczeniowe oraz analizę drgań swobodnych belek zespolonych stalowo - betonowych. Wyniki porównano z wynikami badań doświadczalnych belek z grupy B1 i B2. W grupie belek B1 zastosowano zespolenie w postaci stalowych sworzni zespalających, w grupie B2 zastosowano zespolenie w postaci stalowych listew perforowanych. Podczas modelowania i obliczeń użyto systemów Abaqus i Matlab, wykorzystując metodę elementów skończonych (MES). Model każdej belki wykonano dwukrotnie inaczej modelując zespolenie, raz wykorzystując w tym celu elementy belkowe, drugi raz z wykorzystaniem elementów sprężystych. Obydwa modele, po przeprowadzeniu identyfikacji ich parametrów, zapewniają wyniki o bardzo wysokiej zgodności z wynikami badań doświadczalnych.

Słowa kluczowe

EN

composite structures; identification; Abaqus; MATLAB

PL

konstrukcja zespolona; identyfikacja; Abaqus; MATLAB

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Diagnostyki Technicznej
• Czasopismo: Diagnostyka
• Rocznik: 2013
• Tom: Vol. 14, No. 1
• Strony: 43--46
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Wróblewski T.

• West PomeranianUniversity of Technology of Szczecin, Faculty of Civil Engineering and Architecture, ul. Piastów 50, 70-311 Szczecin

autor

Pełka-Sawenko A.

• West PomeranianUniversity of Technology of Szczecin, Faculty of Civil Engineering and Architecture, ul. Piastów 50, 70-311 Szczecin

autor

Abramowicz M.

• West PomeranianUniversity of Technology of Szczecin, Faculty of Civil Engineering and Architecture, ul. Piastów 50, 70-311 Szczecin

autor

Berczyński S.

Bibliografia

• [1] Biscontin G., Morassi A., Wendelp.: Vibrations of steel-concrete composite beams.Journal of Vibration and Control, 6(2000), 691-714.
• [2] Dilena M., Morassi A.: A damage analysis of steel-concrete composite beams via dynamic methods: Part II. Analitical models and damage detection.Journal of Vibration and Control, 9(2003), 529-565.
• [3] Berczyński S., Wróblewski T.: Vibration of steel-concrete composite beams using the Timoshenko beam model.Journal of Vibration and Control, 11(2005), 829-848.
• [4] Pi Y. L., Bradford M. A., Uy B.: Second order nonlinear inelastic analysis of composite steel-concrete members. II: Applications.Journal of Structural Engineering, 132 (2006)5, 762-771.
• [5] Thevendran V., Shanmugam N. E., Chen S., Richard Liew Journal Y. : Experimental study on steel-concrete composite beams curved in Plan. Finite Elements in Analysis and Design, 32(2000), 125-139.
• [6] Prakash A., Anandavalli N., Madheswaran C. K., Rajasankar Journal, Lakshmanan N.: Three Dimensional FE Model of Stud Connected Steel-Concrete Composite Girders Subjected to Monotonic Loading. International Journal of Mechanics and Applications, 1(2011)1, 1-11.
• [7] Mirza O., Uy B.:Behaviour of headed stud shear connectors for composite steel–concrete beams at elevated temperatures. Journal of Constructional Steel Research, 65(2009), 662-674.
• [8] Wróblewski T., Pełka-Sawenko A., Abramowicz M., Berczyński S.: Modeling and analysis of free vibration of steel-concrete composite beams by finite element method. Advances in Manufacturing Science and Technology 36(2012)4, 85-96.