Shear transfer mechanism in steel-concrete composite slabs and columns

Tesi en modalitat de compendi de publicacions

Detalhes bibliográficos
Autor: Soltanalipour, Milad|||0000-0002-4908-4546
Formato: tesis doctoral
Fecha de publicación:2023
País:España
Recursos:Universitat Politècnica de Catalunya (UPC)
Repositorio:UPCommons. Portal del coneixement obert de la UPC
Idioma:inglés
OAI Identifier:oai:upcommons.upc.edu:2117/407220
Acesso em linha:https://hdl.handle.net/2117/407220
https://dx.doi.org/10.5821/dissertation-2117-407220
Access Level:acceso abierto
Palavra-chave:Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria civil
Àrees temàtiques de la UPC::Edificació
id ES_2f2ebcd95738b05c3a48ff1ac206aed1
oai_identifier_str oai:upcommons.upc.edu:2117/407220
network_acronym_str ES
network_name_str España
repository_id_str
dc.title.none.fl_str_mv Shear transfer mechanism in steel-concrete composite slabs and columns
title Shear transfer mechanism in steel-concrete composite slabs and columns
spellingShingle Shear transfer mechanism in steel-concrete composite slabs and columns
Soltanalipour, Milad|||0000-0002-4908-4546
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria civil
Àrees temàtiques de la UPC::Edificació
title_short Shear transfer mechanism in steel-concrete composite slabs and columns
title_full Shear transfer mechanism in steel-concrete composite slabs and columns
title_fullStr Shear transfer mechanism in steel-concrete composite slabs and columns
title_full_unstemmed Shear transfer mechanism in steel-concrete composite slabs and columns
title_sort Shear transfer mechanism in steel-concrete composite slabs and columns
dc.creator.none.fl_str_mv Soltanalipour, Milad|||0000-0002-4908-4546
author Soltanalipour, Milad|||0000-0002-4908-4546
author_facet Soltanalipour, Milad|||0000-0002-4908-4546
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Ferrer Ballester, Miquel
Marimón Carvajal, Federico
dc.subject.none.fl_str_mv Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria civil
Àrees temàtiques de la UPC::Edificació
topic Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria civil
Àrees temàtiques de la UPC::Edificació
description Tesi en modalitat de compendi de publicacions
publishDate 2023
dc.date.none.fl_str_mv 2023
2023-05-10
2024
2024-04-28
dc.type.none.fl_str_mv doctoral thesis
http://purl.org/coar/resource_type/c_db06
VoR
http://purl.org/coar/version/c_970fb48d4fbd8a85
dc.type.openaire.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
format doctoralThesis
dc.identifier.none.fl_str_mv https://hdl.handle.net/2117/407220
https://dx.doi.org/10.5821/dissertation-2117-407220
url https://hdl.handle.net/2117/407220
https://dx.doi.org/10.5821/dissertation-2117-407220
dc.language.none.fl_str_mv Inglés
eng
language_invalid_str_mv Inglés
language eng
dc.rights.none.fl_str_mv open access
http://purl.org/coar/access_right/c_abf2

http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
dc.rights.openaire.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
rights_invalid_str_mv open access
http://purl.org/coar/access_right/c_abf2

http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universitat Politècnica de Catalunya
publisher.none.fl_str_mv Universitat Politècnica de Catalunya
dc.source.none.fl_str_mv reponame:UPCommons. Portal del coneixement obert de la UPC
instname:Universitat Politècnica de Catalunya (UPC)
instname_str Universitat Politècnica de Catalunya (UPC)
reponame_str UPCommons. Portal del coneixement obert de la UPC
collection UPCommons. Portal del coneixement obert de la UPC
repository.name.fl_str_mv
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1869405460713439232
spelling Shear transfer mechanism in steel-concrete composite slabs and columnsSoltanalipour, Milad|||0000-0002-4908-4546Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria civilÀrees temàtiques de la UPC::EdificacióTesi en modalitat de compendi de publicacions(English) Composite structures are frequently used in the construction of high-rise buildings due to their high ductility and strength. This article-based doctoral thesis has multiple objectives related to different research projects in the field of composite slabs and columns. In particular, the thesis focuses on the typical failure mode of composite structures: the shear connection failure between the two materials. The research methodology consists of experimental and Finite Element Analyses (FEA). For the first part of the thesis, related to composite slabs, the following experimental test results have been analyzed: - Uniform load tests using a vacuum chamber on open-rib composite slabs. - Four-point bending test on open-rib composite slabs. - Four-point bending test on re-entrant composite slab tests (external resources). The finite element analysis has been performed using ANSYS Mechanical/APDL software, taking into account the concrete failure, the steel plasticity, and the complex geometrical interaction between the concrete and steel. It has been found that the 4-point bending arrangement gives a higher longitudinal shear resistance (unsafe) than the uniform load bending case. It is caused by the clamping forces accumulated under the load and at the support in the 4-point bending arrangement. The materials’ yielding assumed by the Partial Connection Method (PCM) in the Eurocode-4 has been accomplished in the re-entrant slabs but not in open-rib ones. The cause of this difference is the complete vertical detachment between the concrete and steel that occurs in open-rib slabs. For the second part of the thesis, related to composite columns, 56 push-out shear tests have been carried out on CFST columns to study the influence of the following parameters: the connection systems FLAT and UPCCFST (new patented system), the punch density, the concrete grade, the punches arrangement, and cross-section dimensions. It has been found that the new shear transfer system (application of EP2305911B1 patent UPC) has improved the shear bond strength of CFST columns by up to 12 times compared with FLAT conventional CFSTs. This improvement is due to the crownshaped protrusions created by the throughout-punching of the steel tube walls, which leads to new failure modes consisting of concrete crushing/eroding and steel yielding.(Català) Les estructures mixtes s'utilitzen amb freqüència en la construcció d'edificis de gran alçada a causa de la seva alta ductilitat i resistència. Aquesta tesi doctoral basada en articles té múltiples objectius relacionats amb diferents projectes de recerca dins el camp de les lloses i columnes mixtes. En particular, es focalitza en un tipus de fallada propi de les estructures mixtes: el cisallament de la connexió entre els dos materials. La metodologia de recerca consisteix en anàlisis experimentals i d'elements finits (FEA). Per a la primera part de la tesi, relacionada amb les lloses mixtes, s'han analitzat els resultats de les proves experimentals següents: - Assaigs amb càrrega uniforme mitjançant cambra de buit en lloses amb xapa de perfil obert. - Assaigs de flexió de 4 punts en lloses amb xapa de perfil obert - Assajos de flexió de 4 punts en lloses mixtes amb xapa de perfil reentrant (fonts externes). L'anàlisi amb elements finits s'ha realitzat mitjançant el programari ANSYS Mechanical/APDL, tenint en compte la fallada del formigó, la plasticitat de l'acer i la complexa interacció geomètrica entre el formigó i l'acer. S'ha conclòs que la disposició de flexió de 4 punts dona una major resistència al lliscament longitudinal (insegur) comparat amb la flexió amb càrrega uniforme. La causa són les forces de contacte (clamping) acumulades sota la càrrega i sobre els suports en la disposició de flexió de 4 punts. La plastificació dels materials assumida pel Mètode de Connexió Parcial (PCM) en l'Eurocode-4 es compleix en les lloses de perfil reentrant, però no en les de perfil obert. La causa és la desconnexió vertical total entre el formigó i l’acer que es produeix només en les lloses de perfil obert. Per a la segona part de la tesi, relacionada amb les columnes mixtes, s'han realitzat 56 assaigs de cisallament push-out en columnes CFST per tal d'estudiar la influència dels següents paràmetres: sistemes de connexió FLAT i UPCCFST (nou sistema patentat), densitat de perforació, resistència del formigó, distribució de perforacions i dimensions de la secció transversal. S'ha comprovat que el nou sistema de transferència de cisallament (aplicació de la patent EP2305911B1 UPC) ha millorat fins a 12 vegades la resistència a cisallament de les columnes CFST en comparació amb els CFST convencionals plans. Aquesta millora es deu a les protuberàncies en forma de corona creades pel punxonat del tub d'acer, que condueixen a nous modes de fallada consistents en la ruptura/erosió del formigó i la plastificació d'acer.Universitat Politècnica de CatalunyaFerrer Ballester, MiquelMarimón Carvajal, Federico20232023-05-1020242024-04-28doctoral thesishttp://purl.org/coar/resource_type/c_db06VoRhttp://purl.org/coar/version/c_970fb48d4fbd8a85info:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttps://hdl.handle.net/2117/407220https://dx.doi.org/10.5821/dissertation-2117-407220reponame:UPCommons. Portal del coneixement obert de la UPCinstname:Universitat Politècnica de Catalunya (UPC)Inglésengopen accesshttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessoai:upcommons.upc.edu:2117/4072202026-05-27T15:37:01Z
score 15,301629

Registos relacionados