CABECERA 2 CABECERA1

L铆der de la l铆nea de investigaci贸n

Sergio Ya帽ez Cart

PhD Sergio Ya帽ez Cart

PERFIL

RESEARCH KEYWORDS: Composite Steel Joist, Shear Stud Anchor, Variational Analysis



Una cercha de acero colaborante integra la fuerza de la viga de acero junto con la losa de hormig贸n de una manera similar. La Fig. 1 muestra una configuraci贸n t铆pica de este sistema.



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Fig. 1. Viga reticulada compuesta (Samuelson 2003)



Los perfiles trapezoidales de acero son ampliamente utilizados en sistemas colaborantes. En los perfiles de canal abierto existe un refuerzo central dentro de la canal que no permite soldar el conector en el centro de la depresi贸n; esta posici贸n exc茅ntrica coloca al conector en el llamado posici贸n ‘fuerte’ o ‘d茅bil’, que afecta a la resistencia de la viga debido a los esfuerzos cortantes longitudinales de la fuerza F (Fig. 3).



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Fig. 3. Cross section of a trough of profiled sheeting, with a stud in the 鈥榳eak鈥 location



Comportamiento Lineal del Conector de Corte



Generalmente se asume que el conector de corte se comporta de forma lineal con respecto al desplazamiento relativo del hormig贸n y el acero, como muestra la Fig. 4, obteni茅ndose la siguiente relaci贸n:

1234-b(1)

cercha-1

Fig. 4. Modelo infinitesimal de la cercha colaborante deformada (Yanez 2015)



La ecuaci贸n para las fuerzas internas a nivel de hormig贸n en t茅rminos de la rotaci贸n de la viga pueden ser descritas como:



ecua-1(2)

donde,



ecua-2(3)

ecua-34(4)

ecua-345(5)

An谩lisis variacional para el comportamiento mec谩nico del conector



Aunque se pueden utilizar m茅todos variacionales para encontrar soluciones exactas, su real poder es como m茅todo sistem谩tico para encontrar soluciones aproximadas a problemas de valor de l铆mite. En primer lugar, el principio del trabajo virtual se demuestra con el equilibrio en el sistema compuesto. As铆, las ecuaciones diferenciales que gobiernan pueden determinarse por el uso de principios de an谩lisis variacionales. El procedimiento trata las reacciones en los apoyos como fuerzas externas; por lo tanto no hay energ铆a de tracci贸n almacenada dentro del sistema debido a estas fuerzas. En consecuencia, la energ铆a potencial total (蟺) se puede definir como la suma de la energ铆a de tracci贸n total (U) y el trabajo externo producto de la carga como:



Modelaci贸n en Elementos Finitos



Una modelaci贸n del push-out test utilizando elementos finitos puede ser realizada con 茅xito para la predicci贸n de esfuerzos a nivel de conector de corte en un sistema de losas colaborantes. Las siguientes figuras muestras el experimentos real utilizando como base de dise帽o la norma europea Eurcode 4, y los modelos usados en el programa ANSYS庐.



nocolab.

nocolab.

RESEARCH EXPERIENCE / Research Assistant



    Structural Engineering Teaching and Research Laboratory (SETRL), Villanova University (2010鈥15):

    鈥 Analytical investigation of the nonlinear behavior of shear stud connectors.

    鈥 Parametric study of Composite Steel Joist systems using experimental data for the shear stud connection behavior.

    鈥 Experimental study of the nonlinear behavior of the shear stud connector embedded in a concrete-steel joist system.

    鈥 Experimental study of deflection of wood I-joist beams under dead load conditions.

    鈥 Measure and analysis of results from tension and bending resistance tests of the stay-in-place concrete form for a private engineering company.



PUBLICATIONS (pending approval)



    Yanez et al., 鈥淐omposite Concrete 鈥 Steel Joist Analysis using an Experimental Stud Anchor Stiffness Factor from Push-out Tests鈥, Journal of Structural Engineering, 2015.

    Yanez et al., 鈥淓xperimental Characterization for the Shear Stud Anchor used in Composite Steel Joist Systems鈥, Journal of Structural Engineering, 2015.



IN PROCESS



    DICYT REGULAR, USACH, 鈥淯tilizaci贸n de la Modelaci贸n en Elementos Finitos para la Caracterizaci贸n Mec谩nica del Conector de Corte Usado en Sistemas Compuestos de Hormig贸n y Vigas de Acero Reticuladas鈥.



PRESENTATIONS



    S. Yanez, 鈥淢odelo Matem谩tico para la modelaci贸n mec谩nica del conector de corte utilizado en losas colaborantes鈥, XXII Semana de Conferencias del Departamento de Ingenier铆a en Obras Civiles. Santiago 2015.

    S. Yanez, 鈥淐omposite Construction鈥, SETRL Villanova University, October 2011.

    S. Yanez, 鈥淐omposite Steel Joist鈥, SETRL Villanova University, December 2011.

    S. Yanez, 鈥2007 SJI Standard Specification and 2011 Steel Construction Manual鈥, March 2013.

    S. Yanez, 鈥淎nalytical and Experimental Characterization of Composite Steel Joist System鈥, SETRL Villanova University, March 2013.



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