Experimental Study on the Flexural Capacity of H-shaped Steel Beam with the Concrete-Filled Tubular Flange

Abstract

H-shaped steel beam with concrete-filled tubular flange, which has greatly increased lateral buckling strength due to the rectangular upper tube filled with concrete in place of steel plate flange in the conventional H-shaped steel beam, has been proposed. This beam member can be much effectively applied to the long-span roof structures without lateral supports. Experiments on the flexural capacity of H-shaped steel beam with concrete-filled tubular flange were performed, and the results were examined. Test parameters were the shape of tubular flange, the thickness of tubular flange, the existence of filled concrete, and the compressive strength of filled concrete. A total of six specimens were prepared and tested under the concentrated loads of two points. Deformation characteristics, failure mode, load-displacement relationship and sectional strain distribution of each specimen were investigated, and the maximum test load and the nominal strength based on the plastic theory were compared. The effects of each test parameter on the flexural capacity such as maximum strength, deformation capacity, and load-displacement relationship were examined.

Experimental Study on the Flexural Capacity of H-shaped Steel Composite Beam with the Concrete-Filled Tubular Flange

“…이 TH 보는 냉간성형 U casing 튜브 플랜지에 콘크리트를 충전하여 압축 및 휨에 대한 횡좌굴강도, 약축 강성을 향상시켜, 구조 안전용 가새 및 작은 보를 생략하고 구조물의 안전성을 확보할 수 있도록 한 고성능 보 부재이다. 이에 대한 선행연구로 TH 보의 휨성능에 대해 다양한 변수에 대해 실험적으로 검증하여 그 구조적 우수성에 대해 검증하 였다 (Oh, 2018).…”

“…콘크리트 슬래브가 없는 TH 및 UH 실험체의 실험결과, A6T의 경우 최대강도는 공칭강도 대비 1.10배의 강도를 발휘 하였으나, 콘크리트 슬래브와 합성한 실험체 C-TH-F27-A6T 는 1.25배의 강도를 나타내었다. 이와 동일하게 콘크리트 슬래브가 없는 C8T를 적용한 강재 보 실험체의 경우 공칭강도 대비 최대강도가 1.36배를 발휘하였으나, C-UH-F27-C8T 합 성보의 경우 1.40배의 강도를 발휘하였다(Oh, 2018). 따라서 상부 튜브 단면이 A형 형상이 콘크리트 슬래브와의 합성효과 가 더 뛰어남을 알 수 있다.…”