Numerical analysis for the beam with composite dowels connector

The focus of the study was on the numerical analysis of the model of the beam integrated with the innovative shape of connector in the form of the cut-out web. The model can be used as an integrated binding joist or bridge girder. This type of connector was a specifically shaped part of the web of the steel section. The first part of the study was focused on the analytical design of the integrated beam. A hot-rolled cross-section was chosen from the half of the hot-rolled HEB section. The second part of the study was modelling of the integrated beam. Beam geometry, load and boundary conditions were used as in the first part of the study. ADINA software, based on the finite elements method, was used for numerical analysis. The HEB steel section and the reinforced concrete slab were modelled by means of 3D Solid elements, whereas the rein-for cement bars were modelled using truss type elements. The stresses and strain in the steel and concrete elements, distribution of forces in reinforcement bars and concrete cracking were evaluated.

Celem pracy była analiza numeryczna modelu belki zespolonej z nowatorskim kształtem łącznikiem w postaci wyciętego środnika. Rozpatrywany model może mieć zastosowanie jako zespolony podciąg stropowy lub dźwigar mostowy. Badany rodzaj łącznika był odpowiednio wyprofilowaną częścią środnika kształtownika stalowego. Pierwsza część pracy polegała na analitycznym zaprojektowaniu belki zespolonej. Dobrano przekrój gorącowalcowany z połowy kształtownika gorącowalcowanego HEB. Druga część pracy polegała na zamodelowaniu belki zespolonej. Geometrię belki, obciążenie oraz warunki brzegowe zastosowano takie, jak w części pierwszej pracy. Analizę numeryczną przeprowadzono za pomocą programu ADINA System opartego na metodzie elementów skończonych. Profil stalowy HEB i płytę żelbetową zamodelowano za pomocą elementów typu 3D Solid, natomiast pręty zbrojeniowe zamodelowano za pomocą elementów typu truss. Dokonano oceny naprężeń i odkształceń w elemencie stalowym i betonowym, rozkładu sił w prętach zbrojenia oraz zarysowania betonu.