Design aspects of steel I-girders with corrugated steel webs
Description
Corrugated web girders represent a new structural system emerged in the past two decades. The girder's flanges provide the flexural strength of the girder with no contribution from the corrugated web which provides the girder's shear capacity. Failure of the web occurs by steel yielding, web buckling or interactively between them. Lateral torsion and local flange buckling of corrugated web girders represent another two possible failure criteria. Here, the work previously performed by the author on corrugated web girders was compiled and presented in a comprehensive format. The starting point is the shear behaviour of the corrugated webs which is investigated focusing on the failure modes affecting the web design. An interaction equation that considers web buckling and yielding is proposed. Numerical analyses are performed to investigate the buckling modes of the corrugated web, verify the validity of the proposed equation and explore the post-buckling strength of corrugated web girders. The numerical model is extended to determine the critical moment causing lateral instability for corrugated web girders. The applicability of the critical moment design equations, currently used for plane web girders, to corrugated web girders is examined. The numerical model is then used to scrutinize the local buckling behaviour of the compression flange. The applicability of the currently used limiting values for the flange outstand-to-thickness ratios to corrugated web girders is investigated.
Translated Descriptions
Translated Description (Arabic)
تمثل عوارض الويب المموجة نظامًا هيكليًا جديدًا ظهر في العقدين الماضيين. توفر حواف العارضة قوة الانثناء للعارضة دون أي مساهمة من الشبكة المموجة التي توفر قدرة قص العارضة. يحدث فشل الشبكة عن طريق إنتاج الفولاذ أو التواء الشبكة أو بشكل تفاعلي بينهما. يمثل الالتواء الجانبي والتواء الشفة المحلية لعوارض الشبكة المموجة معيارين آخرين محتملين للفشل. هنا، تم تجميع العمل الذي قام به المؤلف سابقًا على عوارض الويب المموجة وتقديمه بتنسيق شامل. نقطة البداية هي سلوك القص للشبكات المموجة التي يتم التحقيق فيها مع التركيز على أوضاع الفشل التي تؤثر على تصميم الويب. يتم اقتراح معادلة تفاعل تأخذ في الاعتبار التواء الويب والعائد. يتم إجراء تحليلات عددية للتحقيق في أوضاع التواء الشبكة المموجة، والتحقق من صحة المعادلة المقترحة واستكشاف قوة ما بعد التواء عوارض الشبكة المموجة. يتم توسيع النموذج العددي لتحديد اللحظة الحرجة التي تسبب عدم الاستقرار الجانبي لعوارض الشبكة المموجة. يتم فحص قابلية تطبيق معادلات تصميم العزم الحرج، المستخدمة حاليًا لعوارض الويب المستوية، على عوارض الويب المموجة. ثم يتم استخدام النموذج العددي للتدقيق في سلوك الانبعاج المحلي لشفة الانضغاط. يتم التحقق من قابلية تطبيق القيم المحددة المستخدمة حاليًا لنسب الشفة الخارجة إلى السُمك على عوارض الشبكة المموجة.Translated Description (French)
Les poutres en toile ondulée représentent un nouveau système structurel apparu au cours des deux dernières décennies. Les brides de la poutre fournissent la résistance à la flexion de la poutre sans aucune contribution de l'âme ondulée qui fournit la capacité de cisaillement de la poutre. La défaillance de la bande se produit par le fléchissement de l'acier, le flambage de la bande ou de manière interactive entre eux. La torsion latérale et le flambage local des poutres en toile ondulée représentent deux autres critères de défaillance possibles. Ici, les travaux précédemment effectués par l'auteur sur les poutres en toile ondulée ont été compilés et présentés dans un format complet. Le point de départ est le comportement au cisaillement des bandes ondulées qui est étudié en se concentrant sur les modes de défaillance affectant la conception de la bande. Une équation d'interaction qui prend en compte le flambage et le rendement de la toile est proposée. Des analyses numériques sont effectuées pour étudier les modes de flambement de la bande ondulée, vérifier la validité de l'équation proposée et explorer la résistance après flambement des poutres de bande ondulée. Le modèle numérique est étendu pour déterminer le moment critique provoquant l'instabilité latérale des poutres en toile ondulée. L'applicabilité des équations de conception du moment critique, actuellement utilisées pour les poutres à âme plane, aux poutres à âme ondulée est examinée. Le modèle numérique est ensuite utilisé pour examiner le comportement de flambement local de la bride de compression. L'applicabilité des valeurs limites actuellement utilisées pour les rapports entre l'extension de la bride et l'épaisseur aux poutres en toile ondulée est étudiée.Translated Description (Spanish)
Las vigas corrugadas representan un nuevo sistema estructural surgido en las últimas dos décadas. Las bridas de la viga proporcionan la resistencia a la flexión de la viga sin la contribución del alma corrugada que proporciona la capacidad de corte de la viga. El fallo de la banda se produce por deformación del acero, pandeo de la banda o interactivamente entre ellos. La torsión lateral y el pandeo de la brida local de las vigas corrugadas representan otros dos posibles criterios de falla. Aquí, el trabajo realizado previamente por el autor sobre las vigas corrugadas fue compilado y presentado en un formato integral. El punto de partida es el comportamiento de corte de las bandas corrugadas que se investiga centrándose en los modos de falla que afectan el diseño de la banda. Se propone una ecuación de interacción que considera el pandeo y el rendimiento de la red. Se realizan análisis numéricos para investigar los modos de pandeo de la banda corrugada, verificar la validez de la ecuación propuesta y explorar la resistencia posterior al pandeo de las vigas de banda corrugada. El modelo numérico se extiende para determinar el momento crítico que causa la inestabilidad lateral de las vigas corrugadas. Se examina la aplicabilidad de las ecuaciones de diseño de momento crítico, actualmente utilizadas para vigas de alma plana, a vigas de alma corrugada. El modelo numérico se utiliza para examinar el comportamiento de pandeo local de la brida de compresión. Se investiga la aplicabilidad de los valores límite utilizados actualmente para las relaciones saliente-espesor de la brida a las vigas corrugadas.Files
71.pdf
Files
(745.9 kB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:e8ba4b57a72058f0b01374a4cba67086
|
745.9 kB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- جوانب تصميم العوارض الفولاذية ذات الشبكات الفولاذية المموجة
- Translated title (French)
- Aspects de conception des poutres en I en acier avec des toiles en acier ondulé
- Translated title (Spanish)
- Aspectos de diseño de vigas en I de acero con bandas de acero corrugado
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4298305147
- DOI
- 10.56748/ejse.772