Performance evaluation of different types of shear connectors in steel-concrete composite construction

• Autorzy: Jayanthi V. , Umarani C.

Identyfikatory

DOI

10.2478/ace-2018-0019

Warianty tytułu

PL

Ocena osiągów różnych rodzajów trzpieni w konstrukcjach zespolonych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Shear connectors are designed in steel-concrete composite construction to transmit the longitudinal shear, to prevent separation of steel and concrete slabs, and also to increase the structural efficiency of the whole system. In this study, the performances of different types of shear connectors in steel-concrete composite specimens are evaluated by conducting push-out tests under monotonic loading conditions. An ISMB 200 @ 25.4 kg/m universal steel beam measuring 400 mm and a reinforced cement concrete slab measuring 300 mm with a breadth of 200 mm and a thickness of 200 mm reinforced with 8 mm diameter steel rods are used for the experimental study. The results reveal that the load-slip relationships for various types of shear connectors and failure mechanisms are obtained to identify those shear connectors which are more relevant to the steel – concrete composite members.

PL

Element konstrukcyjny złożony z dwóch lub większej ilości różnych rodzajów materiałów połączonych ze sobą, aby zachowywać się strukturalnie jako jedna jednostka, nosi nazwę elementu złożonego. W złożonych elementach stalowo-betonowych, wzdłużna siła ścinająca jest przenoszona na powierzchnię przylegania pomiędzy stalowym kołnierzem i płytą betonową, w wyniku mechanicznego działania kotwic do betonu. Zdolność kotwic do betonu do przenoszenia wzdłużnych sił ścinających zależy od ich wytrzymałości oraz od wytrzymałości płyty betonowej na pękanie podłużne, wywołane wysokim stężeniem sił ścinających. Stąd, te kotwice do betonu muszą być zaprojektowane tak, aby przenosić podłużne ścinanie wzdłużne wzdłuż powierzchni przylegania elementów stalowych i betonowych, w celu zapobieżenia separacji belki stalowej i płyty betonowej na styku oraz zwiększenia efektywności strukturalnej całego układu. W niniejszym artykule omówiono ocenę wydajności różnych rodzajów kotwic do betonu w ramach przeprowadzonych testów wypychania próbek kompozytu stalowo-betonowego. Zaproponowano zastosowanie wypchniętej próbki kompozytu stalowo-betonowego z wykorzystaniem uniwersalnej stalowej belki ISMB200 o długości 400 mm i zbrojonego betonowego bloku o wymiarach 300 mm x 200 mm i grubości 200 mm z różnymi rodzajami kotwic do betonu, takimi jak sworzeń łącznikowy, kanał, element I, element S i element Z. Bloki betonowe zostały przymocowane do kołnierzy stalowej belki za pomocą przyspawanych kotwic do betonu. Próbki ze sworzniem łącznikowym z łbem zostały wykonane przy użyciu dwóch sworzni na każdy kołnierz, a pozostałe rodzaje zostały wykonane przy użyciu jednego łącznika na każdy kołnierz.

Słowa kluczowe

EN

steel-concrete composite; shear connector; push-out test; load-slip curve

PL

kompozyt stalowo-betonowy; kotwica do betonu; badanie wypychania; krzywa obciążenie-poślizg

• Wydawca: Komitet Inżynierii Lądowej i Wodnej PAN ; Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Lądowej
• Czasopismo: Archives of Civil Engineering
• Rocznik: 2018
• Tom: Vol. 64, nr 2
• Strony: 97--110
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Jayanthi V.

• Alagappa Chettiar Government College of Engineering and Technology, Karaikudi, Tamil Nadu
• Anna University, Chennai, Tamil Nadu

autor

Umarani C.

• Division of Structural Engineering, Department of Civil Engineering, Anna University, Chennai, Tamil Nadu

Bibliografia

• 1. Ali Shariati, N. H. Ramli Sulong, Meldi Suhatril and Mahdi Shariati, 2012 “Various types of shear connectors in composite structures: A review”, International journal of physical sciences, Vol. 7 (22), pp. 2876-2890.
• 2. Milan Spremic, Zlatko Markovic, Milan Veljkovic and Dragan Budjevac, (2013) “Push-out experiments of headed shear studs in group arrangements”, Advanced steel construction, Vol. 9, No. 2, pp. 139-160.
• 3. Mohammad Makki Abbass, Ayad S. Adi and B.S. Karkare, (2011) “Performance evaluation of shear stud connectors in composite beams with steel plate and RCC slab”, International journal of earth sciences and engineering, Vol. 04, No. 6, pp. 586-591.
• 4. Ali Shariati, Mahdi Shariati, N.H. Ramli Sulong, Meldi Suhatril, M.M. Arabnejad Khanouki and Mehrdad Mahoutian, (2014) “Experimental assessment of angle shear connectors under monotonic and fully reversed cyclic loading in high strength concrete, Construction and building materials, Vol. 52, pp. 276-283.
• 5. Aida Mazoz, Abdelkader Benanane and Messaoud Titoum, (2013) “Push-out tests on a new shear connector of I-shape” International journal of steel structures, Vol. 13, No. 3, pp. 519-528.
• 6. Ali Shariati, N.H. Ramli Sulong, Meldi Suhatril and Mahdi Shariati, (2012) “Investigation of channel shear connectors for composite concrete and steel T-beam”, International journal of physical sciences, Vol. 7(11), pp.1828-1831.
• 7. Mahdi Shariati, N.H. Ramli Sulong, M.M. Arabnejad K.H., and Mehrdad Mahoutian, (2011) “Shear resistance of channel shear connectors in plain reinforced and lightweight concrete”, Scientific research and essays, Vol. 6(4), pp. 977-983.
• 8. S. Swaminathan, A. Siva, R. Senthil and Kinson Prabu, (2016) “Experimental Investigation on Shear Connectors in Steel-concrete Composite Deck Slabs” , Indian Journal of Science and Technology, Vol. 9(30), pp. 1-8.
• 9. D.Kisala and K.Furtak, (2016) “The Assessment of the Slip Influence on the Deflection of Steel Plate – Concrete Composite Beams”, Archives of Civil Engineering, Vol. LXII, ISSUE 2, 2016.
• 10. IS:11384-1985 Indian Standard Code of Practice for Composite Construction in Structural Steel and Concrete.
• 11. IS 10262:2009 Indian Standard Concrete Mix Proportioning – Guidelines (First Revision).
• 12. IS 383-1970 (Reaffirmed 2002), Indian Standard Specification for Coarse and Fine aggregates from Natural sources for Concrete (Second Revision).

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).