Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Stainless steel box columns in fire: analysis and design recommendations
Luleå University of Technology, Department of Civil, Environmental and Natural Resources Engineering, Structural and Construction Engineering.
2012 (English)Licentiate thesis, comprehensive summary (Other academic)
Abstract [en]

The use of stainless steel in buildings is small but increasing, mainly due to the low maintenance costs, favourable corrosion resistance and aesthetic appearance. It is well known that stainless steel also performs better than carbon steel at elevated temperatures. The improved behaviour is mainly explained by the enhanced material properties and a favourable temperature dependent relationship between strength and stiffness that makes stainless steel less prone to buckling in fire.The objective of this work is to establish and validate a simple design model for Class 4 stainless steel box columns in fire. The proposed design model is verified through parametric studies performed with the finite element software Abaqus and the FE-model used for the parametric studies is validated towards Class 4 stub column tests at both room and elevated temperatures.The failure mode of Class 4 box columns is a combination of local and flexural buckling. The importance of taking the temperature dependent relationship between strength and stiffness into account is clearly seen in the results from the parametric study.The proposed design model is fully consistent with EN 1993-1-1 (2005) and its capability to predict failure loads at different steel temperatures is compared to the design model in EN 1993-1-2 (2005) and EN 1993-1-4 (2006) as well as the Design Manual for Structural Stainless Steel (2006). All design models are then compared to the results of the parametric study. The results show an improvement from a mean of 0,96 and COV=0,17 to a mean of 0,99 with a COV=0,12. Furthermore the proposed design model gives better results than the existing models for all cross-section classes when compared to all available test results.

Abstract [sv]

Användningen av rostfritt stål som stommaterial i byggnader är i nuläget liten. Men, de senaste åren har en viss ökning skett, i huvudsak på grund av låga underhållskostnader, högt korrosionsmotstånd och av estetiska skäl. Nyligen genomförda forskningsprojekt har visat att rostfritt stål motstår höga temperaturer bättre än kolstål. Anledningen till detta beror i huvudsak på att förhållandet mellan styrka och styvhet vid höga temperaturer är mer fördelaktigt vilket gör att rostfritt stål är mindre bucklingsbenäget vid höga temperaturer.Syftet med detta arbete är att utveckla och validera en ny enkel beräkningsmodell för pelare i rostfritt stål av fyrkantrör i tvärsnittsklass 4. Den föreslagna beräkningsmodellen är verifierad med en parameterstudie utförd med finita elementprogrammet Abaqus. Den använda finita elementmodellen är i sin tur validerad mot utförda provningar på pelare i tvärsnittsklass 4 både i rumstemperatur och vid höga temperaturer.Brottmoden för pelare i tvärsnittsklass 4 är en kombination av lokal buckling och knäckning. Vikten av att ta hänsyn till det temperaturberoende förhållandet mellan styrka och styvhet framgår tydligt i resultaten från parameterstudien. Den föreslagna beräkningsmodellen är fullt kompatibel med EN 1993-1-1 (2005) och förmågan att förutspå brottlaster vid olika ståltemperaturer jämförs med beräkningsmodellerna i EN 1993-1-2 (2005) och Design Manual for Structural Stainless Steel (2006). Samtliga beräkningsmodeller jämförs sedan med resultaten från parameterstudien. Resultaten visar på en förbättring från medelvärdet 0,96 med spridningen COV=0,17 till ett medelvärde av 0,99 med spridningen COV=0,12. Beräkningsmodellen ger även bättre resultat än de ovanstående för alla tvärsnittsklasser vid en jämförelse med alla tillgängliga provningar.

Place, publisher, year, edition, pages
Luleå: Luleå tekniska universitet, 2012.
Series
Licentiate thesis / Luleå University of Technology, ISSN 1402-1757
National Category
Building Technologies
Research subject
Steel Structures
Identifiers
URN: urn:nbn:se:ltu:diva-26022Local ID: c34de9ab-378f-493c-af14-b58fc0774341ISBN: 978-91-7439-419-1 (print)OAI: oai:DiVA.org:ltu-26022DiVA: diva2:999181
Note

Godkänd; 2012; 20120319 (ysko); LICENTIATSEMINARIUM Examinator: Professor Milan Veljkovic, Institutionen för samhällsbyggnad och naturresurser, Luleå tekniska universitet Diskutant: Professor Olivier Vassart, ArcelorMittal Esch, R&D, Structural Long Products, Luxembourg Tid: Måndag den 23 april 2012 kl 10.30 Plats: F1031, Luleå tekniska universitet

Available from: 2016-09-30 Created: 2016-09-30 Last updated: 2017-11-24Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(2055 kB)27 downloads
File information
File name FULLTEXT02.pdfFile size 2055 kBChecksum SHA-512
f15ae42aa6ff33967f9c62f2f401ad9ac753e7f6c6445fde14fb512a1f6d18e10c3b189bf1c1f0674c02ab1c7efe058a10294255622981aff118f69ef9ae3233
Type fulltextMimetype application/pdf

Search in DiVA

By author/editor
Uppfeldt, Björn
By organisation
Structural and Construction Engineering
Building Technologies

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 27 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

isbn
urn-nbn

Altmetric score

isbn
urn-nbn
Total: 236 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf