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Push-out tests on bolted shear connectors in composite cold-formed steel beams
Thin-Walled Structures ( IF 5.7 ) Pub Date : 2021-04-23 , DOI: 10.1016/j.tws.2021.107831
Mahmoud Hosseinpour , Mehran Zeynalian , Abdoreza Ataei , Maryam Daei

Composite beams comprised of steel sections and concrete slabs, are one of the most widely used beams due to their advantages such as improving stiffness and strength compared to bare steel or reinforced concrete beams. Moreover, another important advantage of such beams is to prevent buckling of steel section by placing it under tension, which is especially important for low-thickness steel sections such as cold-formed steel (CFS) sections. Although the use of CFS sections in combination with concrete slabs can increase the efficiency of such sections, their low thickness makes it difficult to weld traditional studs as shear connectors on their top flanges. The current paper presents an experimental investigation about the behavior of bolted shear connectors in the composite cold-formed steel beams as a suitable alternative to welded shear studs. To do so, three main parameters including thickness of CFS sections, and size and strength of bolts were taken into account. Fifteen full-scale push-out specimens were constructed and tested. The ultimate load, ductility, stiffness and failure mode of all specimens were then assessed; and their results were reported and precisely discussed. Based on the results, depending on the size and strength of bolts, the ultimate load per shear connector for 1 mm thick CFS sections’ specimens is found between 6.2 and 8.6 KN, while this value for specimens by 2 mm thick CFS sections, is found between 15.6 and 26.8 KN. Moreover, based on EC4, the ductility of shear connectors was examined; the results indicate that all bolted shear connectors in this study can be assumed ductile and can be used in partial shear connections.



中文翻译:

复合材料冷弯型钢梁中螺栓剪力连接器的推顶试验

由钢型材和混凝土板组成的复合梁由于具有诸如与裸钢或钢筋混凝土梁相比提高刚度和强度的优点,是使用最广泛的梁之一。而且,这种梁的另一个重要优点是可以通过将其置于拉力下来防止其弯曲,这对于低厚度的钢段(例如冷弯型钢(CFS))尤为重要。尽管将CFS型材与混凝土板结合使用可提高此类型材的效率,但由于其厚度薄,难以将传统的螺柱作为抗剪连接器焊接在其顶部法兰上。本文提出了关于复合冷弯型钢梁中螺栓剪力连接器性能的实验研究,作为焊接剪力螺柱的合适替代方案。为此,考虑了三个主要参数,包括CFS截面的厚度以及螺栓的尺寸和强度。建造并测试了15个全尺寸推出式标本。然后评估所有样品的极限载荷,延性,刚度和破坏模式。报告了他们的结果并进行了精确讨论。根据结果​​,根据螺栓的尺寸和强度,发现1 mm厚CFS型材的每个剪切连接器的极限载荷在6.2至8.6 KN之间,而2mm厚CFS型材的每个剪切连接器的极限载荷为在15.6至26.8 KN之间。此外,基于EC4,检查了剪切连接器的延展性。结果表明,本研究中的所有螺栓剪力连接器都可以假定为延性的,可以用于部分剪力连接。考虑了三个主要参数,包括CFS截面的厚度,螺栓的尺寸和强度。建造并测试了15个全尺寸推出式标本。然后评估所有样品的极限载荷,延性,刚度和破坏模式。报告了他们的结果并进行了精确讨论。根据结果​​,根据螺栓的尺寸和强度,发现1 mm厚CFS型材的每个剪切连接器的极限载荷在6.2至8.6 KN之间,而2mm厚CFS型材的每个剪切连接器的极限载荷为在15.6至26.8 KN之间。此外,基于EC4,检查了剪切连接器的延展性。结果表明,本研究中的所有螺栓剪力连接器都可以假定为延性的,可以用于部分剪力连接。考虑了三个主要参数,包括CFS截面的厚度,螺栓的尺寸和强度。建造并测试了15个全尺寸推出式标本。然后评估所有样品的极限载荷,延性,刚度和破坏模式。报告了他们的结果并进行了精确讨论。根据结果​​,根据螺栓的尺寸和强度,发现1 mm厚CFS型材的每个剪切连接器的极限载荷在6.2至8.6 KN之间,而2mm厚CFS型材的每个剪切连接器的极限载荷为在15.6至26.8 KN之间。此外,基于EC4,检查了剪切连接器的延展性。结果表明,本研究中的所有螺栓剪力连接器都可以假定为延性的,可以用于部分剪力连接。并考虑了螺栓的尺寸和强度。建造并测试了15个全尺寸推出式标本。然后评估所有样品的极限载荷,延性,刚度和破坏模式。报告了他们的结果并进行了精确讨论。根据结果​​,根据螺栓的尺寸和强度,发现1 mm厚CFS型材的每个剪切连接器的极限载荷在6.2至8.6 KN之间,而2mm厚CFS型材的每个剪切连接器的极限载荷为在15.6至26.8 KN之间。此外,基于EC4,检查了剪切连接器的延展性。结果表明,本研究中的所有螺栓剪力连接器都可以假定为延性的,可以用于部分剪力连接。并考虑了螺栓的尺寸和强度。建造并测试了15个全尺寸推出式标本。然后评估所有样品的极限载荷,延性,刚度和破坏模式。报告了他们的结果并进行了精确讨论。根据结果​​,根据螺栓的尺寸和强度,发现1 mm厚CFS型材的每个剪切连接器的极限载荷在6.2至8.6 KN之间,而2mm厚CFS型材的每个剪切连接器的极限载荷为在15.6至26.8 KN之间。此外,基于EC4,检查了剪切连接器的延展性。结果表明,本研究中的所有螺栓剪力连接器都可以假定为延性的,可以用于部分剪力连接。建造并测试了15个全尺寸推出式标本。然后评估所有样品的极限载荷,延性,刚度和破坏模式。报告了他们的结果并进行了精确讨论。根据结果​​,根据螺栓的大小和强度,发现1 mm厚CFS型材的每个剪切连接器的极限载荷在6.2至8.6 KN之间,而2mm厚CFS型材的每个剪切连接器的极限载荷为在15.6至26.8 KN之间。此外,基于EC4,检查了剪切连接器的延展性。结果表明,本研究中的所有螺栓剪力连接器都可以假定为延性的,可以用于部分剪力连接。建造并测试了15个全尺寸推出式标本。然后评估所有样品的极限载荷,延性,刚度和破坏模式。报告了他们的结果并进行了精确讨论。根据结果​​,根据螺栓的尺寸和强度,发现1 mm厚CFS型材的每个剪切连接器的极限载荷在6.2至8.6 KN之间,而2mm厚CFS型材的每个剪切连接器的极限载荷为在15.6至26.8 KN之间。此外,基于EC4,检查了剪切连接器的延展性。结果表明,本研究中的所有螺栓剪力连接器都可以假定为延性的,可以用于部分剪力连接。根据结果​​,根据螺栓的尺寸和强度,发现1 mm厚CFS型材的每个剪切连接器的极限载荷在6.2至8.6 KN之间,而2mm厚CFS型材的每个剪切连接器的极限载荷为在15.6至26.8 KN之间。此外,基于EC4,检查了剪切连接器的延展性。结果表明,本研究中的所有螺栓剪力连接器都可以假定为延性的,可以用于部分剪力连接。根据结果​​,根据螺栓的尺寸和强度,发现1 mm厚CFS型材的每个剪切连接器的极限载荷在6.2至8.6 KN之间,而2mm厚CFS型材的每个剪切连接器的极限载荷为在15.6至26.8 KN之间。此外,基于EC4,检查了剪切连接器的延展性。结果表明,本研究中的所有螺栓剪力连接器都可以假定为延性的,可以用于部分剪力连接。

更新日期:2021-04-23
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