Finite Element Method for Evaluating Rising and Slip of Column–Base Plate for Usual Connections

Предложена конечноэлементная методика расчета деформирования и относительного проскальзывания креплений стальной колонны кжелезобетонному основанию. Рассмотрены два случая крепления: пластина приваривается к торцу колонны и крепится двумя или четырьмя анкерными болтами к железобетонному основанию. В конечноэлементной модели с использованием модифицированного метода Лагранжа учитывается растрескивание бетонного основания и эффекты трения. Деформирование бетонного основания описывается с помощью упругопластической модели сжатия материала. По результатам расчетов построены диаграммы перемещений элементов крепления.Запропоновано скінченноелементну методику розрахунку деформування і відносного проковзування кріплень стальної колони до залізобетонної основи. Розглянуто два випадки кріплення: пластина приварюється до торця колони і кріпиться двома або чотирма анкерними болтами до залізобетонної основи. У скінченноелементній моделі з використанням модифікованого методу Лагранжа враховується розтріскування бетонної основи й ефекти тертя. Деформування бетонної основи описується за допомогоюпружно-пластичної моделі стиску матеріалу. За результатами розрахунків побудовано діаграми переміщень елементів кріплення

Finite element method for the rising and the slip of column-plate base for usual connections

In the present paper, a finite element approach calculating the rising and the relative slip of steel base plate connections is proposed. Two types of connections are studied, the first consists on a base plate welded to the column end and attached to the reinforced concrete foundation by two anchor bolts. These bolts are placed on the major axis of the I shaped section used as column, one anchor bolt on each side of the web. In the second configuration, the connection includes a plate base and four anchor bolts placed out side the flanges of the I shaped section or hallow form. To take in account the real behaviour of this connection, a model by finite elements which considers count geometrical and material no linearties of the contact and cracking in the concrete foundation. To study the rising of the base plate, an approach treating problems of contact-friction between the base plate and the foundation is developed. This approach is based on a unilateral contact law in which a Coulomb friction is added. The numerical resolution is ensured by the increased Lagrangien method. For the behaviour of the concrete foundation, the developed model is based of a compressive elastoplastic model. The heights rising-rotations and the heights rising- slip displacements curves are plotted

Non-linear finite element modelling of the structural behaviour of screwed timber-to-concrete composite connections

International audienceThis paper discusses a numerical approach, based on beam-to-solid modelling, for the simulation of the nonlinear structural behaviour of timber-to-concrete composite beams made with screws. The present contribution is an alternative to the detailed 3D modelling of the screws using solid elements and simplified approaches which use spring elements at each screw location. The screws were modelled using one-dimensional beam element, while the timber and concrete members were modelled, in detail, using 3D solid elements. To deal with the coupling between the common nodes, the 4-node beam element with only translational degrees of freedom (d.o.f.) per node, recently developed by the authors [1,2], has been extended to nonlinear analysis and employed to model the screws, since the existing 2-node beam element is obviously not fulfilled for screws in timber [2]. The effectiveness of the numerical model developed was verified experimentally showing several advantages by comparison to the existing models in the literature

A new approach to model nailed and screwed timber joints using the finite element method

International audienceThis paper presents a novel way to simulate the behaviour of nailed and screwed timber joints, using the finite element method. In order to avoid the detailed 3D modelling of nails (or screws) using solid elements, which is costly ineffective, the authors proposed and developed an approach based on beam-to-solid coupling where the nails (or screws) were modelled using one-dimensional beam element, while the assembled timber members were modelled using solid elements. To deal with the coupling between the degrees of freedom (d.o.f.) belonging to the screws and those belonging to the timber, the existing 2-node beam element has been modified involving in a 4-node beam element with only translational d.o.f. per node, leading in fact to a full compatibility with solid elements. Using the numerical approach developed, the linear elastic behaviour of a push-out shear test of a single shear timber-to-timber connection was successfully simulated

Finite element modelling of the nonlinear load-slip behaviour of full-scale timber-to-concrete composite T-shaped beams

International audienc

Experimental study of timber-to-timber composite beam using welded-through wood dowels

This paper presents exploratory research related to novel full-scale multi-layered timber beams with composite action achieved with welded-through wood dowels. Different multi-layer beam designs, where the timber layers were interconnected with welded wood dowels providing interlayer shear resistance, were tested in bending with different dowel densities. The main originality of this study is the achievement of dowel welds through greater depths of sections than has previously proved possible. The practical difficulties encountered in constructing deeper multi-layer beams, and the successful solutions arrived at, are discussed. The significance of the research reported is the demonstrated ability to produce multilayered timber sections which are structurally efficient and do not require non timber based joining agents such as nails or adhesive.Deposited by bulk impor

Finite element method for evaluating rising and slip of column–base plate for usual connections

Предложена конечноэлементная методика расчета деформирования и относительного проскальзывания креплений стальной колонны кжелезобетонному основанию. Рассмотрены два случая крепления: пластина приваривается к торцу колонны и крепится двумя или четырьмя анкерными болтами к железобетонному основанию. В конечноэлементной модели с использованием модифицированного метода Лагранжа учитывается растрескивание бетонного основания и эффекты трения. Деформирование бетонного основания описывается с помощью упругопластической модели сжатия материала. По результатам расчетов построены диаграммы перемещений элементов крепления.Запропоновано скінченноелементну методику розрахунку деформування і відносного проковзування кріплень стальної колони до залізобетонної основи. Розглянуто два випадки кріплення: пластина приварюється до торця колони і кріпиться двома або чотирма анкерними болтами до залізобетонної основи. У скінченноелементній моделі з використанням модифікованого методу Лагранжа враховується розтріскування бетонної основи й ефекти тертя. Деформування бетонної основи описується за допомогоюпружно-пластичної моделі стиску матеріалу. За результатами розрахунків побудовано діаграми переміщень елементів кріплення