Full scale test on steel arch with non conventional purlin under lateral and gravity loads

Abstract

En el presente reporte se propone el uso de una vigueta no convencional de sección triangular con diagonales cruzadas para ser usadas en estructuras de arco. Se construyo un arco de 7 metros de luz con viguetas de 6 metros para investigar el comportamiento frente a cargas de gravedad extremas y cargas laterales monotonicas. Para probar la interacción entre el arco soporte y las viguetas se aplicaron cargas increméntales sobre cada elemento encontrándose una deflexión elástica del orden de 0,007 m. para una carga repartida de 931 N/m para una demanda de las especificaciones A1SC-LRFD (L/360). Se encontró una deflexión máxima al final del ensayo del orden de 0.013 m. para una carga repartida sobre las viguetas de 1470 N/m. Para probar la efectividad de la conexión empernada entre arco y viguetas, un ensayo a escala natural bajo aplicación de carga lateral monotonía fue desarrolladas a manera de simulación de una carga de viento extremo sobre la estructura. Se encontró que para un desplazamiento lateral del sistema de 0,05 m. la carga producida fue de 2254 N. Este valor de carga se encuentra en el inicio del comportamiento no lineal del sistema estructural.

A non conventional purlin with triangular section and cross diagonals is proposed to be used in Steel Arch Structures. For this purpose a full scale arch of'7 meters span with 6 meters purlins, wa.s built in order to perform a loading test under extreme gravity loads and monotonic test under lateral load. To prove the interaction between the supporting arch and the purlins, incremental gravity -load was applied over each element. Elastic deflection of 0,007 m for 931 N/m load was found which is under the demand of AISC-LRFD (L/360). Máximum deflection of 0,013 mfor 1470 N/m load was found at the end of the test. To prove how effective is the bolt connection between the purlin and the arch, a full scale test under lateral monotonic load applied at one extreme was performed, to simulate the extreme wind load over the structure. A 2254 N load produces 0,05 m of lateral displacement on the system. This value was almost the beginning of the non-linear behavior ofthe structural system.