Experimental study on the flexural behavior of large-scale rectangular concrete-filled steel tubular beams

ABSTRACT This paper presents a series of test results of large-scale rectangular concrete-filled steel tubular (CFST) beams to explore their performance under pure bending. Concrete-filling tests were initially carried out on two beam specimens of 12-m in length to investigate the feasibility of casting horizontally large-scale rectangular tubes. A total of six 6-m long specimens were subjected to flexural test afterward, including four CFST beams and two steel hollow section (SHS) beams for comparison. The test results showed that the rectangular CFST beams behaved in a relatively ductile manner. The concrete infilling enhanced the flexural behavior and performance of the steel tubes. Finally, the rigid-plastic theory showed suitable to predict the moment capacity of CFST compact beams. RESUMO Este artigo apresenta uma série de resultados de ensaios experimentais executados em vigas mistas de aço tubulares retangulares preenchidas com concreto (VMPC) em larga escala para se estudar o comportamento à flexão pura. Inicialmente, foram realizados testes de concretagem em dois protótipos de 12 m de comprimento para se investigar a viabilidade executiva do preenchimento com concreto de tubos de aço retangulares em larga escala posicionados horizontalmente. Na sequência, seis protótipos de 6 m de comprimento foram submetidos ao ensaio de flexão, incluindo quatro VMPC retangulares e duas vigas puramente de aço tubulares retangulares (VA) para comparação. Os resultados dos ensaios mostraram que as VMPC retangulares apresentaram comportamento à flexão relativamente dúctil. O preenchimento de concreto melhorou o comportamento à flexão e o desempenho dos tubos de aço. Finalmente, a teoria rígido-plástica apresentou-se adequada para se estimar a capacidade resistente ao momento fletor de VMPC retangulares compactas.