Behaviour of shear connections realised by connectors fastened with cartridge fired pins: doctoral dissertation

New demands towards fast construction resulted in development of different types of prefabricated concrete slabs and shear connectors. Composite action between steel beam and concrete slabs can be achieved with group positioning of shear connectors in envisaged openings of prefabricated concrete slabs. The aim of presented investigation is to promote application of mechanically fastened shear connectors in prefabricated concrete slabs. X-HVB 110 shear connectors fastened to the steel base material with X-ENP-21 HVB cartridge fired pins are used in experimental and numerical analysis presented in this thesis. Presented investigation should improve understanding of X-HVB shear connectors behaviour which is currently based on their application in solid or composite concrete slabs. Also, this investigation should result in extension of currently small basis of experimental results, which are mostly part of the technical reports and are considered as proprietary. Feasibility study presented in this work highlighted the importance of further investigation of X-HVB shear connectors in group arrangement, at distances smaller than minimal recommended, in order to satisfy current recommendations for minimal partial shear connection degree in composite floor structures with profiled steel sheeting. Detail examination of X-HVB 110 shear connectors positioned in envisaged openings of prefabricated composite slabs is performed. The experiment aims at understanding the effects of the spacing between shear connectors, orientation of shear connectors relative to the shear force direction and installation power level used for installation of cartridge fired pins, when they are used for prefabricated composite construction. In order to generate all structural performance data, this investigation included experimental investigation of cartridge fired pins performed through shear and tension tests. Extensive finite element analysis is conducted in this research in order to develop and c
Савремени трендови у грађевинарству се најчешће огледају у повећаним захтевима за убрзаном градњом, што је утицало на развој нових вртса префабрикованих бетонских плоча и средстава за спрезање. Спрезање префабрикованих бетонских плоча и челичних гредних носача најчешће се постиже постављањем можданика у отворе у бетонској плочи, који су за то предвиђени у процесу префабрикације. Предмет научног истраживања је понашање смичућих спојева остварених помоћу X-HVB можданика у префабрикованим бетонским плочама. X-HVB 110 можданици повезани су са челичним профилима уз помоћ два X-ENP-21 HVB механичка спојна средства (ексера) експлозивним упуцавањем. Приказано испитивање треба да допринесе бољем разумевању понашања X-HVB можданика у смичућим спојевима, које је тренутно засновано на испитивањима у пуним и спрегнутим бетонским плочама на профилисаним лимовима. Такође, испитивање треба да допринесе проширењу тренутно мале базе експерименталних испитивања, којa су највећим делом садржанa у техничким извештајима који нису лако доступни истраживачима. Упоредна анализа носивости заварених можданика са главом и X-HVB можданика у спрегнутим плочама са профилисаним лимом, презентована у овом раду, нагласила је потребу за додатним испитивањима ове врсте можданика када су они груписани на растојањима која су мања од минимално препоручених, како би се задовољиле тренутне препоруке у погледу минималног процента парцијалног смичућег споја. Детаљно експериментално испитивање X-HVB 110 можданика постављених у отворе префабрикованих бетонских плоча спорведно је у овом раду. Испитивање је обухватило утицај положаја и међусобног растојања можданика у односу на правац смичуће силе као и различите јачине уградње ексера. У циљу јасног сагледавања понашања ове врсте можданика, експеримeнтално испитивање ескера је спроведено кроз тестове смицања и затезања. Нумерички модели базирани на методи коначних елемената развијени су за потребе симулирања смичућих спојева са X-HVB 110 можданицима као и ескера