Ram Puthli

Investigations on bolted connections for high strength steel members

A series of tests on 25 bolted connections have been carried out using 17.5 mm thick plates of widths between 108 and 180 mm cut out of the web of a HE 800 B high-strength steel beam. The two M27 grade 10.9 bolts provided in the transverse direction for all the connections have also been provided with different spacings to observe the influence of bolt spacing and edge distance. In all tests, the dimensions are such as to preclude failure of the plate net cross-section or bolt shear failure, since bearing resistance is to be investigated. The test results confirm that the minimum bolt spacing and edge distance specified in Eurocode 3 can also be used for steel grade S460. The experimental failure loads are compared with those determined from Eurocode 3 and the results interpreted. Before a comprehensive design proposal can be formulated, additional tests on bolted connections in single shear are required. The variation in the steel grade S460 in consideration of ductility requirements is also not included in the present work. However, the present tests indicate that the reduction of the design bearing resistance prescribed in Eurocode 3 for edge distances less than 1.5 times the bolt hole diameter or 3.0 times the bolt spacing may not be necessary for the parameters in the tests. It would be a useful improvement to Eurocode 3 if the initial proposal that is indicated is included in a statistical analysis including other steel grades such as S235 and S355.

A finite element method based yield load determination procedure for hollow structural section connections

Abstract Analytical formulae based on yield line theory need to be validated by a rational determination of the yield load from experimental results. Such a comparison is then complicated by the inability to conclusively determine the yield load from load-deformation curves. Existing methods for determining the yield load from load-deformation curves are discretionary in nature. A FEM-based rigid, perfectly-plastic, yield load determination, as presented in this paper, represents a rational yield or ultimate limit state load for connections that do not otherwise exhibit a clearly defined yield or peak load. The efficacy of this newly postulated rigid, perfectly-plastic yield load determination is demonstrated by a comprehensive parametric FEM numerical study on stiffened branch plate-to-rectangular Hollow Structural Section (HSS) connections.

Verdeckte Rechteck‐Hohlprofil‐Verbindungen unter Zugbelastung

Die geschlossene Querschnittsform von Hohlprofilen ermoglicht besonders asthetische Bauwerke, in denen die Konstruktion offen gezeigt wird. Eine frei sichtbare Dachkonstruktion fasziniert und weckt das Interesse des Betrachters an den Zusammenhangen von Konstruktion und Krafteflus. Architekten wollen durch eine gleichmasige Struktur eine elegante Gesamtkonstruktion erreichen. Hierbei sind typische Stosverbindungen meist storend, da sie eine Unterbrechung der eigentlichen Struktur darstellen. Im Gegensatz zu den typischen Stosverbindungen, wie Kopfplatten- oder Laschenverbindungen mit geschlitztem Hohlprofil, ermoglichen die sogenannten verdeckten Knotenverbindungen ein von Ausen unsichtbares Stosen des Hohlprofils. Die nicht-konstruktive Abdeckung uber der eigentlichen Verbindung ermoglicht die optische Fortsetzung der Struktur. Eine versuchstechnische und numerische Studie zu dieser Verbindungsart bei Zugbelastung ist durchgefuhrt worden. Der Hauptaugenmerk dieser Studie lag auf dem plotzlichen Bruch des Hohlprofils durch die ortlich begrenzte Lasteinleitung am Schweisnahtende. Neben einer Literaturstudie zu dieser im Eurocode 3 bisher nicht berucksichtigten Versagensart wird ein Nachweisbeispiel zu einer verdeckten Knotenverbindung gegeben.

Experimentelle Studie zu geschraubten Kopfplattenverbindungen für Quadrathohlprofile

Geschraubte Kopfplattenverbindungen sind eine sehr gangige Zugstosverbindung im Stahlbau. Die einfache Fertigung und die kostengunstige Montage sprechen fur diese Variante. Im Bereich der Hohlprofilforschung konzentrierte man sich bisher auf Kopfplattenverbindungen fur Rundhohlprofile und fur Rechteckhohlprofile, bei denen die Schrauben nur entlang zwei Seiten des Profils angebracht sind. Die vorliegende Studie beschaftigte sich mit Kopfplattenverbindungen fur Quadrathohlprofile, bei denen die Schrauben symmetrisch an allen vier Seiten des Profils liegen. Insgesamt wurden 16 Probekorper einem statischen Zugversuch unterworfen, um den Einflus von Kopfplattendicke und Schraubenanordnung auf die Versagenslast zu untersuchen. Zur Uberwachung der Schraubenkrafte wahrend der Versuche wurden sowohl ein Ultraschallgerat als auch Schrauben mit Dehnungsmesstreifen eingesetzt. Im Anschlus an die praktischen Versuche wurden verschiedene Berechnungsmodelle mit den Ergebnissen der eigenen Versuchsreihe sowie mit Resultaten aus bereits existierender Forschung verglichen.