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3d-printed structural joint details for sustainability and robustness in steel frames

Description du projet

Assemblage innovant de cadres en acier pour les bâtiments

Le secteur de la construction est de plus en plus sollicité pour atteindre les objectifs de durabilité, réduire les émissions de carbone et améliorer l’efficacité globale. L’élaboration de solutions pratiques et innovantes pour résoudre ces problèmes reste un défi de taille. Soutenu par le programme Actions Marie Skłodowska-Curie, le projet AM Joint développe une nouvelle connexion de cadre en acier pour remplacer les joints goupillés traditionnels dans les structures en acier. Cette connexion est conçue pour améliorer la sécurité et la robustesse de la structure. En utilisant des techniques de fabrication additive (FA), le projet vise à optimiser la géométrie de la connexion et l’utilisation des matériaux, afin d’obtenir une capacité de charge élevée tout en minimisant les déchets. Ses performances seront évaluées à l’aide de simulations numériques avancées et d’essais expérimentaux, afin de s’assurer qu’elle répond aux exigences structurelles des bâtiments modernes et durables.

Objectif

The construction industry needs optimal solutions to meet sustainability goals, reduce carbon emission, decrease material
consumption and improve the speed of construction. In addition, economic and resource efficiency play a significant role in utilizing
new methods and technologies. Developing innovative construction techniques to meet all these criteria has been a challenging
topic recently. Therefore, the present study introduces a novel steel frame connection as an alternative to nominally pinned joints in
steel frame buildings, which in addition to providing safety under normal conditions, also significantly improves the robustness of the
frame in extreme conditions such as column loss, and prevents progressive collapse. The topology of the components will be
optimised to have a high capacity to sustain normal loads along with the tie forces due to column removal. Consequently, optimised
components will be constructed using additive manufacturing (AM) techniques that will result in savings in material consumption.
Considering a simple configuration that combines AM with traditional construction methods, the provisional connection will provide
a fast and easy assembly process. The efficiency and structural performance of the proposed connection under normal loads as well as
extreme tie forces will be evaluated through a comprehensive numerical and experimental study which is elaborated in the current
research proposal. A close connection with industrial partners and intensive interaction with other academic entities will ensure the
efficiency and effectiveness of the proposed connection. Comprehensive design guidelines along with quantified assessments of environmental and economic benefits will be developed in order to facilitate the practical application of the proposed connection.

Champ scientifique (EuroSciVoc)

Mots‑clés

Programme(s)

Thème(s)

Régime de financement

HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European Fellowships

Voir tous les projets financés dans le cadre de ce programme de financement

Appel à propositions

(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) HORIZON-MSCA-2024-PF-01

Voir tous les projets financés au titre de cet appel

Coordinateur

HERIOT-WATT UNIVERSITY
Contribution nette de l'UE
€ 276 187,92
Adresse
RICCARTON
EH14 4AS Edinburgh
Royaume-Uni
Région
Scotland Eastern Scotland Edinburgh
Type d’activité
Higher or Secondary Education Establishments
Liens
Coût total
Aucune donnée