Estudio analítico de la inestabilidad por pandeo lateral de vigas parcialmente embebidas expuestas a fuego ISO 834

En base a un modelo de elementos finitos (EF) capaz de simular el comportamiento de las vigas analizadas en el trabajo de Piloto et al. [1], este estudio aborda el análisis numérico de vigas parcialmente embebidas (VPE) generadas en base a un perfil IPE100, sometidas a flexión en tres puntos y expuestas a fuego normalizado ISO834 [2]. El resultado numérico del instante de inestabilidad por pandeo lateral (PL) y de fallo según la norma UNE-EN 1363-1:2015 [3], sirve de base para valorar el ajuste del resultado analítico de resistencia a flexión de VPE considerando inestabilidad por PL, obtenido a través de un procedimiento de cálculo que adapta la formulación de la norma UNE-EN 1993-1-2:2011 [4] a las VPE.info:eu-repo/semantics/publishedVersio

Medição e validação da temperatura crítica em elementos parcialmente embebidos com betão sob acção do fogo

Neste trabalho são apresentados resultados de ensaios realizados sob acção do fogo em elementos mistos de aço e betão, constituídos por perfis laminados, parcialmente revestidos com betão armado. Os ensaios foram realizados de acordo com a norma europeia de ensaios de resistência ao fogo EN1363 parte 1. Os elementos foram ensaiados à flexão sob acção da curva de incêndio padrão ISO834. A temperatura crítica e a resistência ao fogo foram determinadas para o estado limite último de doze elementos, para três graus de utilização (40, 60 e 80%) e para diferentes configurações dos estribos (soldados e não soldados). Foi utilizado um modelo de elementos finitos para validar a temperatura medida nos diferentes materiais (aço do perfil, betão e reforço) e o deslocamento sofrido pelo elemento. O modelo termo-mecânico foi comparado com os ensaios realizados, utilizando elementos tridimensionais e elementos de interface para simular a transferência de calor e a adesão entre os blocos de betão armado e o perfil metálico. Os resultados numéricos confirmam as medições experimentais em todas as vertentes, quando comparados deslocamentos e temperaturas

Adesão aço-betão em vigas parcialmente embebidas para diferentes condições térmicas

As vigas em aço parcialmente embebidas com betão são elementos de estruturas mistos, constituídos por elementos de perfis em aço, reforçados com blocos de betão armado entre os banzos. Esta solução construtiva é responsável pelo aumento da resistência mecânica à temperatura ambiente e em condições de incêndio. Neste trabalho são apresentados resultados experimentais para o valor da tensão de corte de adesão relacionada com os dois processos de ligação (química e atrito) para a temperatura ambiente e temperaturas elevadas Os ensaios experimentais são baseados em testes tipo “push-out”. Os ensaios experimentais são reproduzidos em simulações numéricas, não lineares geométricas e materiais

Resistência ao fogo de vigas parcialmente embebidas com betão

Neste artigo serão apresentados resultados dos ensaios de resistência ao fogo de elementos de viga parcialmente embebidos com betão. Os elementos de viga foram ensaiados à flexão, com aplicação de uma carga constante localizada a meio vão, submetida a uma curva de incêndio nominal ISO 834, [1-2]. Foram determinados os tempos de resistência ao fogo, as temperaturas críticas e os modos de colapso para cada grau de utilização

Estudio del contacto entre perfil metálico y hormigón en vigas metálicas parcialmente embebidas

Las vigas formadas por perfiles de acero laminado en caliente parcialmente embebidos en hormigón son elementos estructurales empleados cada vez con mayor incidencia. Los bloques de hormigón que recubren lateralmente el alma aportan al perfil mayor rigidez y resistencia al fuego. La influencia del contacto entre el hormigón y el acero en el comportamiento de este tipo de elementos nos lleva a la necesidad de obtener un modelo numérico, validado mediante ensayos, que simule su comportamiento mecánico. El estudio se realiza en secciones formadas por un IPE100 de acero S275 y dos bloques de hormigón armado de baja resistencia. El armado lo componen barras ∅8mm de acero corrugado B-500 y cercos ∅4mm dispuestos cada 135mm

Modelo de comportamiento del contacto entre el hormigón y el acero a altas temperaturas en vigas metálicas parcialmente embebidas

Las vigas formadas por perfiles de acero laminado en caliente parcialmente embebidos en hormigón son elementos estructurales empleados cada vez con mayor incidencia. Los bloques de hormigón que recubren lateralmente el alma aportan al perfil mayor rigidez y resistencia al fuego. La influencia del contacto entre el hormigón y el acero en el comportamiento de este tipo de elementos a elevadas temperaturas nos lleva a la necesidad de obtener un modelo numérico, validado mediante ensayos, que simule su comportamiento termomecánico. Este artículo presenta un modelo de elementos finitos con comportamiento no lineal de una viga parcialmente embebida sometida a altas temperaturas cargada mecánicamente. El perfil metálico se genera con elementos cáscara, el hormigón con elementos sólido, el armado del hormigón con elementos barra y el contacto con elementes muelle con comportamiento no linear. Para la obtención de este modelo se ha procedido a realizar una serie de ensayos push-out a altas temperaturas sobre vigas parcialmente embebidas. El estudio se realiza en secciones formadas por un IPE100 de acero S275 y dos bloques de hormigón armado de baja resistencia. El armado lo componen barras ∅8mm de acero corrugado B-500 y cercos ∅4mm dispuestos cada 135mm

Lasso Estimation of an Interval-Valued Multiple Regression Model

A multiple interval-valued linear regression model considering all the cross-relationships between the mids and spreads of the intervals has been introduced recently. A least-squares estimation of the regression parameters has been carried out by transforming a quadratic optimization problem with inequality constraints into a linear complementary problem and using Lemke's algorithm to solve it. Due to the irrelevance of certain cross-relationships, an alternative estimation process, the LASSO (Least Absolut Shrinkage and Selection Operator), is developed. A comparative study showing the differences between the proposed estimators is provided

Bending resistance of partially encased beams at elevated temperature: advanced calculation model

Partially Encased Beams (PEBs) are composite steel and concrete elements in which the web of the steel section is encased by reinforced concrete. The experimental investigation of the bending resistance was already verified in fire and under elevated temperature (Paulo A. G. Piloto el al., 2013a) (Paulo A. G. Piloto el al., 2013b). The three-dimensional finite element solution, with precise detail of each component (steel profile, reinforcement, stirrups and concrete) was used to determine the bending resistance under three point bending configuration. Four temperature levels were tested (20, 200, 400 and 600 degrees C) and three lengths were considered (2.5, 4.0 and 5.5 m), using three different cross section types, based on the dimensions of IPE100, IPE200 and IPE300 steel profiles. Two distinct types of welded stirrups were simulated (PEBA with "C" shape stirrups welded to the web and PEBB with "I" shape stirrups welded to the flange). The solution method is incremental and iterative (arc length), based on geometric and material non-linear analysis (ANSYS), using reduced integration method. Results are in accordance to the new formula presented (P. M. M Vila Real et al., 2004) and adapted to partially encased beams. The bending resistance was not significantly influenced by the type of welded stirrupinfo:eu-repo/semantics/publishedVersio

Balanced summation model for the calculation of the fire resistance of partially encased steel sections: new proposals

Partially Encased Beams (PEB) are composite steel and concrete elements in which the web of the steel section is encased by reinforced concrete. The experimental investigation of the bending resistance was already conducted in fire and under elevated temperature (Paulo A. G. Piloto el al., 2013a) (Paulo A. G. Piloto el al., 2013b). The three-dimensional finite element solution, with precise detail of each component (steel profile, reinforcement, stirrups and concrete) was used to determine the bending resistance under three point bending configuration. Four temperature levels were tested (20, 200, 400 and 600 ºC) and three lengths were considered (2.5, 4.0 and 5.5 m), using three different cross section types, based on the dimensions of IPE100, IPE200 and IPE300 steel profiles. Two distinct types of welded stirrups were simulated (PEBA with “C” shape stirrups welded to the web and PEBB with “I” shape stirrups welded to the flange). The numerical solution method is incremental and iterative (arc length method), based on geometric and material non-linear analysis (ANSYS), using reduced integration method. Results are in accordance to the new formula presented to steel beams (P. M. M Vila Real et al., 2004) and adapted to Partially Encased Beams. The bending resistance was not significantly influenced by any type of tested welded stirrup.info:eu-repo/semantics/publishedVersio

Experimental bending tests of partially encased beams at elevated temperatures

This paper presents the result of an experimental research about the lateral torsional buckling instability during bending tests of Partially Encased Beams (PEB) at elevated temperature. A set of twenty seven four-point bending tests, grouped in ten series, were carried out to analyse the influence of relative slenderness, beam temperature and the shear bond conditions between concrete and steel in bending. In addition, this study compares the behaviour of PEB and bare steel beam under bending at room temperature. PEB specimens are based on IPE100 steel profiles, with two different lengths 2.4 m (medium series) and 3.9 m (large series), tested in bending using simple supporting conditions and exposed to different temperatures levels of 200 °C, 400 °C, and 600 °C. Two different shear bond conditions, between steel profile and lateral concrete, were analysed at 400 °C: one series with connectors formed by welded stirrups to the web and another series with natural adherence between steel and concrete, not welded stirrups. PEB attained lateral torsional buckling as deformed failure mode at the ultimate limit state, except for the case of PEB tested at 600 °C that results in a plastic hinge failure. The bending resistance was determined for the maximum load event (F u ) and for the displacement limit corresponding to L/30 (F L/30 ) and compared with the results of the Eurocode 3 part 1–2 simple calculation method, considering an adaptation of its formulae to PEB. The expected reduction in bending resistance at elevated temperature is in good agreement with the experimental reduction factor, when the deformation criterion is used.Authors acknowledge material support to the following companies and institutions: Arcelor – Mittal (Spain), J. Soares Correia (Portugal), Fepronor (Portugal), Hierros Furquet (Spain) and D. Samuel Solorzano Barruso Memorial Foundation-University of Salamanca (Spain).info:eu-repo/semantics/publishedVersio