Use of the Finite Element Method for analysis of steel and concrete composite beams with Hilti X-HVB connectors

Authors

  • Eliane Ferreira de Oliveira Federal University of Ouro Preto (UFOP), Ouro Preto, Minas Gerais, Brazil, elaineefo@gmail.com
  • Flávio Teixeira de Souza Federal Institute of Minas Gerais (IFMG), Ouro Preto, Minas Gerais, Brazil, flavio.souza@ifmg.edu.br https://orcid.org/0000-0003-3261-9089
  • Geraldo Donizzeti de Paula Federal University of Ouro Preto (UFOP), Ouro Preto, Minas Gerais, Brazil, geraldo.paula@ufop.edu.br https://orcid.org/0000-0002-4213-7473

DOI:

https://doi.org/10.5216/reec.v20i2.78168

Keywords:

Steel and concrete composite beams, Hilti X-HVB connector, Finite Element Method

Abstract

ABSTRACT: The steel and concrete composite structural system aims to better use the properties of each material, both in structural and constructive terms, they have been used in civil construction since the beginning of the 1930s and standardized in Brazil in 1986. For steel and concrete to work together, they need to be connected through effort transfer devices, called shear connectors, which provide interaction between the materials. Therefore, this work analyzes a composite system by simulating the push-out test using Finite Element Method models using ANSYS software. Initially, the stud bolt connector was used, and their results were compared with literature data, based on this model, variations were studied with the Hilti X-HVB 80 connector. It was observed that the behavior of the two types of connectors was similar, with the Hilti connector suffering smaller displacements than the stud bolt connector when subjected to the same loads. Furthermore, when increased in these systems rigidity leads to smaller values of stress in the connectors, due to better redistribution of these. So, the results obtained were consistent with the references, indicating the feasibility of using numerical analysis through the models developed and the possibility of parametric studies on this system.

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Author Biographies

Eliane Ferreira de Oliveira, Federal University of Ouro Preto (UFOP), Ouro Preto, Minas Gerais, Brazil, elaineefo@gmail.com

 

Civil Engineer, Master's in Construction Engineering, Federal University of Ouro Preto (UFOP), Ouro Preto, MG, Brazil.

Flávio Teixeira de Souza, Federal Institute of Minas Gerais (IFMG), Ouro Preto, Minas Gerais, Brazil, flavio.souza@ifmg.edu.br

Civil Engineer from the Federal University of Ouro Preto, with a Master's and PhD in Civil Engineering from the Federal University of Ouro Preto. Professor at the Federal Institute of Minas Gerais, Ouro Preto, MG, Brazil.

Geraldo Donizzeti de Paula, Federal University of Ouro Preto (UFOP), Ouro Preto, Minas Gerais, Brazil, geraldo.paula@ufop.edu.br

Civil Engineer, Master's and PhD in Civil Engineering from the University of São Paulo (USP). Full Professor at the Federal University of Ouro Preto (UFOP), Ouro Preto, MG, Brazil.

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Published

2024-12-17

How to Cite

OLIVEIRA, Eliane Ferreira de; SOUZA, Flávio Teixeira de; DE PAULA, Geraldo Donizzeti. Use of the Finite Element Method for analysis of steel and concrete composite beams with Hilti X-HVB connectors. REEC - Revista Eletrônica de Engenharia Civil, Goiânia, v. 20, n. 2, p. 50–63, 2024. DOI: 10.5216/reec.v20i2.78168. Disponível em: https://revistas.ufg.br/reec/article/view/78168. Acesso em: 5 dec. 2025.