Fiber finite element in nonlinear analysis of square CFT columns
Fiber konačni element u nelinearnoj analizi kvadratnih spregnutih CFT stubova
Abstract
The paper presents nonlinear analysis of square CFT columns using distributed plasticity fiber elements. Behaviour of CFT columns is nonlinear and it is necessary to include different nonlinear effects into the numerical model in order to simulate their behaviour properly. Model proposed in this work considers: nonlinear behaviour of concrete and steel using nonlinear stress-strain models, confinement effect and geometrical nonlinearities. Tests exposed to static loading with different slenderness, different D/t ratio (where D is the total dimension of a cross section and t is the thickness of steel tube) and different loading conditions are analyzed. Stress-strain models that best approximate the behaviour of CFT columns are determined from a detailed parametric study. The proposed numerical model is validated by comparing numerical with experimental results available in the literature.
U radu je prikazana nelinearna analiza kvadratnih CFT stubova, pomoću fiber konačnog elemenata raspodeljene plastičnosti. CFT stubove karakteriše nelinearno ponašanje, što je potrebno imati u vidu u numeričkom modelu. Model predložen u ovom radu uzima u obzir sledeće nelinearne uticaje: nelinearno ponašanje betona i čelika primenom odgovarajućih konstitutivnih relacija, efekat utezanja betona i geometrijske nelinearnosti. Analizirani su uzorci izloženi delovanju statičkog opterećenja koji imaju različitu vitkost, odnos D/t (odnos ukupne dimenzije čeličnog profila [D] i debljine čeličnog profila [t]), kao i uzorci izloženi različitim tipovima naprezanja. Na osnovu parametarske analize, određeni su modeli materijala za čelik i beton, kao i njihovi parametri koji najbolje aproksimiraju ponašanje CFT stubova. Tačnost modela proverena je zatim i upoređivanjem sa eksperimentalnim podacima dostupnim u literaturi.
Keywords:
fiber beam/column element / CFT column / nonlinear analysis / fiber konačni element / CFT stub / nelinearna analizaSource:
Građevinski materijali i konstrukcije, 2017, 60, 1, 31-46Publisher:
- Društvo za ispitivanje i istraživanje materijala i konstrukcija Srbije, Beograd
Funding / projects:
Collections
Institution/Community
GraFarTY - JOUR AU - Blagojević, Nikola AU - Kostić, Svetlana M. AU - Stošić, Saša PY - 2017 UR - https://grafar.grf.bg.ac.rs/handle/123456789/891 AB - The paper presents nonlinear analysis of square CFT columns using distributed plasticity fiber elements. Behaviour of CFT columns is nonlinear and it is necessary to include different nonlinear effects into the numerical model in order to simulate their behaviour properly. Model proposed in this work considers: nonlinear behaviour of concrete and steel using nonlinear stress-strain models, confinement effect and geometrical nonlinearities. Tests exposed to static loading with different slenderness, different D/t ratio (where D is the total dimension of a cross section and t is the thickness of steel tube) and different loading conditions are analyzed. Stress-strain models that best approximate the behaviour of CFT columns are determined from a detailed parametric study. The proposed numerical model is validated by comparing numerical with experimental results available in the literature. AB - U radu je prikazana nelinearna analiza kvadratnih CFT stubova, pomoću fiber konačnog elemenata raspodeljene plastičnosti. CFT stubove karakteriše nelinearno ponašanje, što je potrebno imati u vidu u numeričkom modelu. Model predložen u ovom radu uzima u obzir sledeće nelinearne uticaje: nelinearno ponašanje betona i čelika primenom odgovarajućih konstitutivnih relacija, efekat utezanja betona i geometrijske nelinearnosti. Analizirani su uzorci izloženi delovanju statičkog opterećenja koji imaju različitu vitkost, odnos D/t (odnos ukupne dimenzije čeličnog profila [D] i debljine čeličnog profila [t]), kao i uzorci izloženi različitim tipovima naprezanja. Na osnovu parametarske analize, određeni su modeli materijala za čelik i beton, kao i njihovi parametri koji najbolje aproksimiraju ponašanje CFT stubova. Tačnost modela proverena je zatim i upoređivanjem sa eksperimentalnim podacima dostupnim u literaturi. PB - Društvo za ispitivanje i istraživanje materijala i konstrukcija Srbije, Beograd T2 - Građevinski materijali i konstrukcije T1 - Fiber finite element in nonlinear analysis of square CFT columns T1 - Fiber konačni element u nelinearnoj analizi kvadratnih spregnutih CFT stubova EP - 46 IS - 1 SP - 31 VL - 60 DO - 10.5937/grmk1701031B ER -
@article{ author = "Blagojević, Nikola and Kostić, Svetlana M. and Stošić, Saša", year = "2017", abstract = "The paper presents nonlinear analysis of square CFT columns using distributed plasticity fiber elements. Behaviour of CFT columns is nonlinear and it is necessary to include different nonlinear effects into the numerical model in order to simulate their behaviour properly. Model proposed in this work considers: nonlinear behaviour of concrete and steel using nonlinear stress-strain models, confinement effect and geometrical nonlinearities. Tests exposed to static loading with different slenderness, different D/t ratio (where D is the total dimension of a cross section and t is the thickness of steel tube) and different loading conditions are analyzed. Stress-strain models that best approximate the behaviour of CFT columns are determined from a detailed parametric study. The proposed numerical model is validated by comparing numerical with experimental results available in the literature., U radu je prikazana nelinearna analiza kvadratnih CFT stubova, pomoću fiber konačnog elemenata raspodeljene plastičnosti. CFT stubove karakteriše nelinearno ponašanje, što je potrebno imati u vidu u numeričkom modelu. Model predložen u ovom radu uzima u obzir sledeće nelinearne uticaje: nelinearno ponašanje betona i čelika primenom odgovarajućih konstitutivnih relacija, efekat utezanja betona i geometrijske nelinearnosti. Analizirani su uzorci izloženi delovanju statičkog opterećenja koji imaju različitu vitkost, odnos D/t (odnos ukupne dimenzije čeličnog profila [D] i debljine čeličnog profila [t]), kao i uzorci izloženi različitim tipovima naprezanja. Na osnovu parametarske analize, određeni su modeli materijala za čelik i beton, kao i njihovi parametri koji najbolje aproksimiraju ponašanje CFT stubova. Tačnost modela proverena je zatim i upoređivanjem sa eksperimentalnim podacima dostupnim u literaturi.", publisher = "Društvo za ispitivanje i istraživanje materijala i konstrukcija Srbije, Beograd", journal = "Građevinski materijali i konstrukcije", title = "Fiber finite element in nonlinear analysis of square CFT columns, Fiber konačni element u nelinearnoj analizi kvadratnih spregnutih CFT stubova", pages = "46-31", number = "1", volume = "60", doi = "10.5937/grmk1701031B" }
Blagojević, N., Kostić, S. M.,& Stošić, S.. (2017). Fiber finite element in nonlinear analysis of square CFT columns. in Građevinski materijali i konstrukcije Društvo za ispitivanje i istraživanje materijala i konstrukcija Srbije, Beograd., 60(1), 31-46. https://doi.org/10.5937/grmk1701031B
Blagojević N, Kostić SM, Stošić S. Fiber finite element in nonlinear analysis of square CFT columns. in Građevinski materijali i konstrukcije. 2017;60(1):31-46. doi:10.5937/grmk1701031B .
Blagojević, Nikola, Kostić, Svetlana M., Stošić, Saša, "Fiber finite element in nonlinear analysis of square CFT columns" in Građevinski materijali i konstrukcije, 60, no. 1 (2017):31-46, https://doi.org/10.5937/grmk1701031B . .