Predicción del comportamiento de conectores tipo canal en sistemas de entrepiso con steeldeck y viguetas en celosía por medio de simulación computacional por elementos finitos - Navarrete Chaparro, Jenny Paola (Escuela Colombiana de Ingeniería Julio Garavito, 2023)
The present research work focuses on studying the mechanical behavior of channel shear connectors in a composite floor system that uses steeldeck and truss joists, through numerical simulation using the finite element method of the Push-Out direct shear test. To carry out the simulation, the ANSYS structural analysis program was used. A total of 28 specimens from the experimental phase, along with calibration specimens, were simulated. The variables used were the geometry of the channel shear connector and the thickness of the concrete slab. As for the constitutive model used for the materials, the Multilinear Isotropic Hardening model was employed, which accurately represents the non-linear behavior and deformation capacity of the materials. This model also takes into account the cracking behavior of the concrete. To validate the numerical models, the obtained results were compared with the experimental results. Additionally, a statistical treatment was applied to the data, which allowed obtaining a confidence interval for the mechanical response of the system.

This research work focuses on the study of the mechanical behavior of channel-type shear connectors in a composite mezzanine system that uses steeldeck sheet and truss joists, through numerical simulation by the finite element method of the direct shear test. push-out. To carry out the simulation, the ANSYS structural analysis program was used. 28 test tubes from the experimental phase plus the calibration specimens were simulated. The variables used were the geometry of the connector and the thickness of the concrete slab. Regarding the constitutive model used for the materials, the Multilinear Isotropic Hardening model was used, which allows to accurately represent the non-linear behavior and the deformation capacity of the materials. This model also takes into account the cracking behavior of the concrete. To validate the numerical models, the results obtained were compared with the experimental results. In addition, a statistical treatment was applied to the data, which allowed obtaining a confidence interval for the mechanical response of the system.
Prediction of the behavior of channel-type connectors in mezzanine systems with steeldeck and truss joists by means of finite element computer simulation
Índice 1. Capítulo 1 Introducción 11 1.1. Marco Teórico 13 1.1.1. Sección Compuesta 13 1.1.2. Conectores de Cortante 14 1.1.3. Ensayo Push-Out 15 1.1.4. Propiedades de los Materiales 16 1.1.5. Métodos Numéricos 20 1.1.6. Simulación Numérica por Elementos Finitos 21 1.2. Antecedentes 22 1.2.1. Investigaciones Nacionales 22 1.3. Objetivos 31 1.3.1. Objetivo General 31 1.3.2. Objetivos Específicos 31 2. Capítulo 2 Modelos matemáticos 32 2.1. Formulación del Modelo Determinista 32 2.2.1. Recopilación de Datos Experimentales 33 2.2.2. Selección del Programa de Análisis 33 2.2.3. Definición de los Modelos Constitutivos de los Materiales 34 2.2.4. Selección del Tipo de Elemento 40 2.2.5. Definición de los Modelos para las Interfaces 45 2.2. Formulación del Modelo Estocástico 48 2.2.1. Selección de las Variables Estocásticas 48 2.2.2. Definición de las Distribuciones de Probabilidad para las Variables Estocásticas 49 2.2.3. Definición de Reglas de Simulación Estocástica 50 2.2.4. Definición del Tamaño de las Muestras 50 3. Capítulo 3 Simulación numérica 51 3.1. Construcción de los Modelos – Calibración 51 3.1.1. Modelo de Calibración No.1 51 3.1.2. Modelo de Calibración No.2 56 3.1.3. Modelo de Calibración No.3 59 3.1.4. Modelo de Calibración No.4 61 3.2. Construcción de los Modelos – Series Experimentales / Pre-Proceso 63 3.2.1. Asignación de los Materiales 63 3.2.2. Generación de la geometría 66 3.2.3. Generación del Mallado 71 3.2.4. Asignación de Cargas 76 3.2.5. Asignación de Apoyos 76 3.3. Solución de los modelos en Ansys / Proceso 77 3.3.1. Procesamiento del Análisis 77 3.4. Post-Procesamiento 77 3.4.1. Serie 1 77 3.4.2. Serie 2 79 3.4.3. Serie 3 81 3.4.4. Serie 4 83 4. Capítulo 4 Análisis Estadístico 86 4.1. Estadística Funcional 86 4.1.1. Suavizado de Funciones 86 4.1.2. Eliminación de Outliers 87 4.1.3. Remuestreo 87 4.1.4. Intervalos de Confianza 88 4.2. Análisis de Resultados Simulación de Ensayos experimentales 89 4.2.1. Comparación de Resultados Experimentales con los Intervalos de Confianza 89 5. Conclusiones 90 6. Bibliografía 91
El presente trabajo de investigación se enfoca en el estudio del comportamiento mecánico de los conectores de cortante tipo canal en un sistema de entrepiso compuesto que utiliza lamina steeldeck y viguetas en celosía, mediante la simulación numérica por el método de elementos finitos del ensayo de corte directo Push-Out. Para llevar a cabo la simulación, se utilizó el programa de análisis estructural ANSYS. Se simularon 28 probetas de la fase experimental más los especímenes de calibración. Las variables utilizadas fueron la geometría del conector y el espesor de la losa de concreto. En cuanto al modelo constitutivo utilizado para los materiales, se empleó el modelo de Endurecimiento Isotrópico Multilíneal, que permite representar de manera precisa el comportamiento no lineal y la capacidad de deformación de los materiales. Este modelo también tiene en cuenta el comportamiento de fisuración del concreto. Para validar los modelos numéricos, se compararon los resultados obtenidos con los resultados experimentales. Además, se aplicó un tratamiento estadístico a los datos, lo que permitió obtener un intervalo de confianza para la respuesta mecánica del sistema.
Keywords: Análisis de estructuras; Simulación númerica; Método de elementos finitos; Conector de cortante canal; Análisis de estructuras; Analysis of structures; Simulación númerica; Numerical simulation; Método de elementos finitos; Finite element method; Conector de cortante canal; Channel shear connector