Recently, there has been an increasing demand for buildings that allow rapid assembly of construction elements, have ample open space areas and are flexible in their final intended use. Accordingly, researchers have developed new competitive structures in terms of cost and efficiency, such as cold-formed steel and timber composite floors, to satisfy these requirements. Cold-formed steel and timber composite floors are light floors with relatively high stiffness, which allow for longer spans. As a result, they inherently have lower fundamental natural frequency and lower damping. Therefore, they are likely to undergo unwanted vibrations under the action of human activities such as walking. It is also quite expensive and complex to implement vibration control measures on problematic floors. In this study, a finite element model of a composite floor reported in the literature was developed and validated against four-point bending test results. The validated FE model was then utilised to examine the vibration behaviour of the investigated composite floor. Predictions obtained from the numerical model were compared against predictions from analytical formulas reported in the literature. Finally, the influence of various parameters on the vibration behaviour of the composite floor was studied and discussed.
Ramnavas, M.P.;Patel, K.A.;Chaudhary, Sandeep;Nagpal, A.K.
Structural Engineering and Mechanics
/
v.64
no.4
/
pp.437-447
/
2017
Explicit expressions for rapid prediction of inelastic design quantities (considering cracking of concrete) from corresponding elastic quantities, are presented for multi-storey composite frames (with steel columns and steel-concrete composite beams) subjected to service load. These expressions have been developed from weights and biases of the trained neural networks considering concrete stress, relative stiffness of beams and columns including effects of cracking in the floors below and above. Large amount of data sets required for training of neural networks have been generated using an analytical-numerical procedure developed by the authors. The neural networks have been developed for moments and deflections, for first floor, intermediate floors (second floor to ante-penultimate floor), penultimate floor and topmost floor. In the case of moments, expressions have been proposed for exterior end of exterior beam, interior end of exterior beam and both interior ends of interior beams, for each type of floor with a total of twelve expressions. Similarly, in the case of deflections, expressions have been proposed for exterior beam and interior beam of each type of floor with a total of eight expressions. The proposed expressions have been verified by comparison of the results with those obtained from the analytical-numerical procedure. This methodology helps to obtain the inelastic design quantities from the elastic quantities with simple calculations and thus would be very useful in preliminary design.
Spavier, Patricia T.S.;Kataoka, Marcela N.;El Debs, Ana Lucia H.C.
Computers and Concrete
/
v.28
no.5
/
pp.497-506
/
2021
Steel-concrete composite structures and precast concrete elements have a common prefabrication process and allow fast construction. The use of hollow-core slabs associated with composite floors can be advantageous. However, there are few studies on the subject, impeding the application of such systems. In this paper, a numerical model representing the considered system using the FE (finite element)-based software DIANA is developed. The results of an experimental test were also presented in Souza (2016) and were used to validate the model. Comparisons between the numerical and test results were performed in terms of the load versus displacement, load versus slip, and load versus strain curves, showing satisfactory agreement. In addition, a wide parametric study was performed, evaluating the influence of several parameters on the behaviour of the composite system: The strength of the steel beam, thickness of the web, thickness and width of the bottom flange of the steel beam and concrete cover thickness on top of the beam. The results indicated a great influence of the steel strength and the thickness of the bottom flange of the steel beam on the capacity of the composite floor. The remaining parameters had limited influences on the results.
Composite floor structures formed by continuous slab panels may be susceptible to excessive vibrations, even when properly designed in terms of ultimate limit state criteria. This is due to the inherent vibration characteristics of continuous floor slabs composed by precast orthotropic reinforced concrete panels supported by steel beams. These floor structures display close spaced multimode vibration frequencies and this dynamic characteristic results in a non-trivial vibration problem. Structural stiffening and/or insertion of struts between floors are the usual tentative solution applied to existing vibrating floor structures. Such structural alterations are in general expensive and unsuitable. In this paper, this vibration problem is analyzed on the basis of results obtained from experimental measurements in typical composite floors and their theoretical counterpart obtained with computational modeling simulations. A passive control system composed by multiple synchronized dynamic attenuators (MSDA) was designed and installed in these floor structures and its efficiency was evaluated both experimentally and through numerical simulations. The results obtained from experimental tests of the continuous slab panels under human walking dynamic action proved the effectiveness of this control system in reducing vibrations amplitudes.
Proceedings of the Korean Institute of Building Construction Conference
/
2013.05a
/
pp.10-11
/
2013
Green Frame is a column-beam system formed by composite precast concrete column and beam connected with steel buried in both members. During the installation of Green columns, the columns of Green Frame, covering 3 floors per each piece and beams, the eccentricity can be observed due to the construction error and the weight of beam itself. Such eccentricity may have a little influence on a single frame, yet, it can develop critical issues to the installation of subsequent beams or beams on the upper floors in the context of a building as a whole that has multiple frames. These issues lead to delay in frame installation, decrease of productivity and increase of cost, etc. Therefore, this study presents a steel-joint connection method in order to solve the issues. The steel-joint connection method exists on slope plane and reinforcing plate in steel frame buried in composite PC members. Through this method, the issues can be resolved without requiring additional equipment or manpower.
Cold-formed steel (CFS) sections are becoming an increasingly popular solution for constructing floors in residential, healthcare and education buildings. Their reduced weight, however, makes them prone to excessive vibrations, increasing the need for accurate prediction of CFS floor modal properties. By combining experimental modal analysis of a full-scale CFS framed building and its floors and their numerical finite element (FE) modelling this paper demonstrates that the existing methods (based on the best engineering judgement) for predicting CFS floor modal properties are unreliable. They can yield over 40% difference between the predicted and measured natural frequencies for important modes of vibration. This is because the methods were adopted from other floor types (e.g., timber or standard steel-concrete composite floors) and do not take into account specific features of CFS floors. Using the adjusted and then updated FE model, featuring semi-rigid connections led to markedly improved results. The first four measured and calculated CFS floor natural frequencies matched exactly and all relevant modal assurance criterion (MAC) values were above 90%. The introduction of flexible supports and more realistic modelling of the floor boundary conditions, as well as non-structural $fa{\c{c}}ade$ walls, proved to be crucial in the development of the new more successful modelling strategy. The process used to develop 10 identified and experimentally verified FE modelling parameters is based on published information and parameter adjustment resulting from FE model updating. This can be utilised for future design of similar lightweight steel floors in prefabricated buildings when checking their vibration serviceability, likely to be their governing design criterion.
Steel trusses that act compositely with concrete slabs have proven to be an economical system for long-span floors. The composite action is generally achieved by providing shear connections between the steel top chord and the concrete topping. The composite sections have greater stiffness than the sum of the individual stiffnesses of the slab and truss. Therefore, steel trusses that act compositely with concrete slabs can carry larger loads and are stifferand less prone to transient vibration. During the tests that were performed in this study, the crack pattern and deflection of the beam of the composte truss were investigated. The test results were compared with the results for the noncomposite trusses.
The paper concerns analysis of effects of shrinkage of slab concrete in a steel-concrete composite deck of a through truss bridge span. Attention is paid to the shrinkage alongside the span, i.e., transverse to steel-concrete composite cross-beams. So far this aspect has not been given much attention in spite of the fact that it affects not only steel-concrete decks of bridges but also steel-concrete floors of steel frame building structures. For the problem analysis a two-dimensional model is created. An analytical method is presented in detail. A set of linear equations is built to compute axial forces in members of truss girder flange and transverse shear forces in steel-concrete composite beams. Finally a case study is shown: test loading of twin railway truss bridge spans is described, verified FEM model of the spans is presented and computational results of FEM and the analytical method are compared. Conclusions concerning applicability of the presented analytical method to practical design are drawn. The presented analytical method provides satisfactory accuracy of results in comparison with the verified FEM model.
Fire is one of the environmental parameters affecting the structure causing element internal forces to change, as well as reducing the strength of the materials. One of the common types of floors in tall steel structures is the steel concrete composite slab. Shear connectors are used in steel and concrete composite beam in various shapes also has played significant role in a burning fire event of building with a steel concrete composite beam. The current study has reviewed the effects of temperature raising on the angle connector behavior through the use of push out tests and monotonic static force. The results have shown (1) the ductility of the samples is acceptable based on EC4 standard; (2) temperature raising has reduced the stiffness; (3) the shear ductility increment; and (4) the shear capacity reduction. Also, the amount of angle shear connector resistance has been decreased from 18.5% to 41% at ambient temperature up to $850^{\circ}C$.
Composite flooring systems consisting of cold-formed steel joists and reinforced concrete slabs offer an efficient, lightweight solution. However, utilisation of composite action to achieve enhanced strength and economical design has been limited. In this study, finite element modelling was utilised to create a three-dimensional model which was then validated against experimental results for a composite flooring system consisting of cold-formed steel joists, reinforced concrete slab and steel bolt shear connectors. This validated numerical model was then utilised to perform parametric studies on the performance of the structural system. The results from the parametric study demonstrate that increased thickness of the concrete slab and increased thickness of the cold formed steel beam resulted in higher moment capacity and stiffness of the composite flooring system. In addition, reducing the spacing of bolts and spacing of the cold formed steel beams both resulted in enhanced load capacity of the composite system. Increasing the concrete grade was also found to increase the moment capacity of the composite flooring system. Overall, the results show that an efficient, lightweight composite flooring system can be achieved and optimised by selecting suitable concrete slab thickness, cold formed beam thickness, bolt spacing, cold formed beam spacing and concrete grade.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.