Study of the influence of geometric parameters on the shear resistance of the isosceles truss-type connector
DOI:
https://doi.org/10.18265/2447-9187a2026id9274Keywords:
truss-type shear connector, numerical modeling, geometric parameters, composite structuresAbstract
The truss-type shear connector aligns efficient structural behavior, agility of execution and low cost of production when compared to conventional connectors applied in composite structures. However, due to the short time of existence, there is still a lack regarding the understanding of the mechanical behavior of the truss-type shear connector. Thus, this study aims to analyze the influence of the variation of geometric parameters on the shear resistance of the isosceles truss type connector. In order to investigate those parameters, a three-dimensional numerical model, able to simulating push-out tests with truss type connectors was developed and validated with experimental results. A parametric study was conducted to evaluate the shear resistance of the truss type connector with the variation in height and angle between rods. In addition, an optimal geometry for the truss type shear connector has been proposed.
References
ABNT – ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT NBR 8800: Projeto de estruturas de aço e de estruturas mistas de aço e concreto de edificações Rio de Janeiro: ABNT, 2024.
ALFARAH, B.; LÓPEZ-ALMANSA, F.; OLLER, S. New methodology for calculating damage variables evolution in Plastic Damage Model for RC structures. Engineering Structures, v. 132, p. 70-86, 2017. DOI: https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2016.11.022.
BARBOSA, W. C. S. Estudo de conectores de cisalhamento em barras de aço para vigas mistas de aço e concreto. 2016. Tese (Doutorado em Estruturas e Construção Civil) – Universidade de Brasília, Brasília, DF, 2016. Disponível em: https://repositorio.unb.br/handle/10482/23188. Acesso em: 22 abr. 2026.
BEZERRA, L. M.; BARBOSA, W. C. S.; BONILLA, J.; CAVALCANTE, O. R. O. Truss-type shear connector for composite steel-concrete beams. Construction and Building Materials, v. 167, p. 757-767, 2018. DOI: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2018.01.183.
BONILLA, J.; BEZERRA, L. M.; LARRÚA, R.; RECAREY, C.; MIRAMBELL, E. Modelación numérica con validación experimental aplicada al estudio del comportamiento de conectores tipo perno de estructuras compuestas de hormigón y acero. Revista Ingeniería de Construcción, v. 30, n. 1, p. 53-68, 2015. DOI: https://doi.org/10.4067/S0718-50732015000100005.
CÂNDIDO-MARTINS, J. P. S.; COSTA-NEVES, L. F.; VELLASCO, P. C. G. S. Experimental evaluation of the structural response of Perfobond shear connectors. Engineering Structures, v. 32, n. 8, p. 1976-1985, 2010. DOI: https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2010.02.031.
CAVALCANTE, O. R. O. Estudo de conectores de cisalhamento do tipo “V” em viga mista. 2010. Tese (Doutorado em Estruturas e Construção Civil) – Universidade de Brasília, Brasília, DF, 2010. Disponível em: https://www.repositorio.unb.br/handle/10482/7890. Acesso em: 22 abr. 2026.
CEN – EUROPEAN COMMITTEE FOR STANDARDIZATION. Eurocode 4: Design of composite steel and concrete structures. Part 1-1: General rules and rules for buildings. Brussels: CEN, 2004.
DASSAULT SYSTÈMES. Abaqus User’s Manual: Version 6.14-4. Providence: Dassault Systèmes, 2014. Disponível em: http://62.108.178.35:2080/v6.14/index.html. Acesso em: 22 abr. 2026.
HAN, Q.; WANG, Y.; XU, J.; XING, Y.; YANG, G. Numerical analysis on shear stud in push-out test with crumb rubber concrete. Journal of Constructional Steel Research, v. 130, p. 148-158, 2017. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jcsr.2016.12.008.
KIM, S. H.; KIM, K. S.; PARK, S.; AHN, J. H.; LEE, M. K. Y-type perfobond rib shear connectors subjected to fatigue loading on highway bridges. Journal of Constructional Steel Research, v. 122, p. 445-454, 2016. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jcsr.2016.04.015.
KIM, S. H.; PARK, S.; KIM, K. S.; JUNG, C. Y. Generalized formulation for shear resistance on Y-type perfobond rib shear connectors. Journal of Constructional Steel Research, v. 128, p. 245-260, 2017. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jcsr.2016.08.016.
LEONHARDT, F.; ANDRÄ, W.; ANDRÄ, H. P.; HARRE, W. Neues, vorteilhaftes Verbundmittel für Stahlverbund-Tragwerke mit hoher Dauerfestigkeit. Beton und Stahlbetonbau Heft, v. 82, n. 12, p. 325-331, 1987. DOI: https://doi.org/10.1002/best.198700500.
LIMA, J. M.; BEZERRA, L. M.; BONILLA, J. Comparative analysis between the shear resistance of the Truss Type shear connector and stud bolt. In: IBERO-LATIN-AMERICAN CONGRESS ON COMPUTATIONAL METHODS IN ENGINEERING, 41., 2020, Foz do Iguaçu. Proceedings […]. Foz do Iguaçu: ABMEC, 2020. Disponível em: https://publicacoes.softaliza.com.br/cilamce2020/article/view/6187/5239. Acesso em: 22 abr. 2026.
LIMA, J. M.; BEZERRA, L. M.; BONILLA, J.; MIRAMBELL, E. Experimental study on full scale steel-concrete composite beams using truss-type shear connectors. Engineering Structures, v. 303, 117490, 2024a. DOI: https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2024.117490.
LIMA, J. M.; ROCHA, M. A.; GUIMARÃES FILHO, M. B.; BEZERRA, E. M. F.; SILVA, R. S. Y. R. C.; BEZERRA, L. M. Estudo comparativo do custo de vigas mistas de aço-concreto com stud bolt e conector treliçado. Revista Tecnológica (UEM), v. 33, n. 1, p. 160-168, 2024b. DOI: https://doi.org/10.4025/revtecnol.v33i1.72870.
MOURA, P. H. R.; SILVA, R.; LIMA, J. M.; BEZERRA, L. M.; RODRIGUES, G. H. S.; BEZERRA, E. M. F. Investigation of the resistance capacity of the right-angle truss-type shear connector using finite element method. Latin American Journal of Solids and Structures, v. 21, n. 11, e569, 2024. DOI: https://doi.org/10.1590/1679-78258266.
NGUYEN, H. T.; KIM, S. E. Finite element modeling of push-out tests for large stud shear connectors. Journal of Constructional Steel Research, v. 65, n. 10-11, p. 1909-1920, 2009. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jcsr.2009.06.010.
PAVLOVIĆ, M.; MARKOVIĆ, Z.; VELJKOVIĆ, M.; BUDEVAC, D. Bolted shear connectors vs. headed studs behaviour in push-out tests. Journal of Constructional Steel Research, v. 88, p. 134-149, 2013. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jcsr.2013.05.003.
QURESHI, J.; LAM, D. Behaviour of Headed Shear Stud in Composite Beams with Profiled Metal Decking. Advances in Structural Engineering, v. 15, n. 9, p. 1547-1558, 2012. DOI: https://doi.org/10.1260/1369-4332.15.9.1547.
SHARIATI, M.; RAMLI SULONG, N. H.; SHARIATI, A.; KHANOUKI, M. A. Behavior of V-shaped angle shear connectors: experimental and parametric study. Materials and Structures, v. 49, n. 9, p. 3909-3926, 2016. DOI: https://doi.org/10.1617/s11527-015-0762-8.
VERÍSSIMO, G. S. Desenvolvimento de um conector de cisalhamento em chapa dentada para estruturas mistas de aço e concreto e estudo do seu comportamento. 2007. Tese (Doutorado em Engenharia de Estruturas) – Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 2007. Disponível em: https://repositorio.ufmg.br/items/c1a3e77e-7bd1-40b0-8b74-cc3ecdf49c3e. Acesso em: 22 abr. 2026.
XU, C.; SU, Q.; SUGIURA, K. Mechanism study on the low cycle fatigue behavior of group studs shear connectors in steel-concrete composite bridges. Journal of Constructional Steel Research, v. 138, p. 196-207, 2017. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jcsr.2017.07.006.
Downloads
Published
Issue
Section
License
Copyright (c) 2026 Jerfson Lima, Jorge Bonilla, Lívia Cristina Lopes Sousa, Nicolas Stênio Freire Dias
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Esta revista, seguindo as recomendações do movimento de Acesso Aberto, proporciona seu conteúdo em Full Open Access. Assim os autores conservam todos seus direitos permitindo que a Revista Principia possa publicar seus artigos e disponibilizar pra toda a comunidade.
A Revista Principia adota a licença Creative Commons 4.0 do tipo atribuição (CC-BY). Esta licença permite que outros distribuam, remixem, adaptem e criem a partir do seu trabalho, inclusive para fins comerciais, desde que lhe atribuam o devido crédito pela criação original.
Os autores estão autorizados a enviar a versão do artigo publicado nesta revista em repositório institucionais, com reconhecimento de autoria e publicação inicial na Revista Principia.
Demais informações sobre a Política de Direitos Autorais da Revista Principia encontram-se neste link.
(precisa estar logado)
