A consistent Ayrton-Perry approach for the flexural-torsional buckling resistance evaluation of steel i-section members

• Autorzy: Giżejowski M. , Stachura Z.

Identyfikatory

DOI

10.1515/ceer-2017-0022

Warianty tytułu

PL

Jednolite podejście Ayrton-Perry'ego w ocenie nośności stalowych elementów dwuteowych przy wyboczeniu giętno-skrętnym

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Steel I-section members subjected to compression a monoaxial bending about the major axis are dealt with in this paper. The current Eurocode’s design procedure of such members is based on a set of two interpolation equations. In this paper a simple and yet consistent Ayrton-Perry methodology is presented that for beam-columns yields the Ayrton-Perry design strategy similar to that utilized in the steel Eurocodes for design of beams and columns but not used so far for the beam-column design. The results from developed design criterion are compared with those of Method 1 of Eurocode 3 and the Ayrton-Perry formulation of a different format that has been recently published.

PL

Niniejsza praca dotyczy stalowych elementów o przekrojach dwuteowych poddanych osiowemu ściskaniu i jednokierunkowemu zginaniu w płaszczyźnie większej bezwładności przekroju. W takim przypadku procedura projektowania elementów wg aktualnej wersji eurokodu stalowego bazuje na zestawie dwóch interakcyjnych formuł analitycznych, dotyczących nośności elementu oraz zależności interpolacyjnej na nośność przekroju. W odniesieniu do eurokodowego sprawdzania nośności elementów z uwzględnieniem ich stateczności, współczynniki interakcyjne łączące wykorzystanie nośności przy wyboczeniu i zwichrzeniu mogą być wyznaczane wg Metody 1 lub Metody 2. W niniejszym artykule przedstawiono prostą, a jednocześnie spójną metodologię projektowania elementów jednocześnie zginanych i ściskanych, zgodną z podejściem Ayrton-Perry'ego, analogiczną do wykorzystywanej w eurokodzie stalowym do sprawdzania stateczności belek i słupów, ale do tej pory niewykorzystywanej do oceny stateczności elementów jednocześnie zginanych i ściskanych. Wyniki otrzymane z proponowanego w niniejszej pracy podejścia analitycznego porównano z wynikami otrzymanymi z formuł eurokodowych, w których współczynniki interakcyjne wyznaczono Metodą 1 oraz z wynikami otrzymanymi z alternatywnej propozycji analitycznej, bazującej na odmiennym w porównaniu do zaprezentowanego w niniejszym artykule uogólnieniu podejścia Ayrton-Perry'ego.

Słowa kluczowe

EN

Eurocode design philosophy; generalized Ayrton-Perry formulation; steel section; bending; buckling resistance; flexural-torsional buckling

PL

Eurokody; metodologia projektowania; metoda Ayrton-Perry'ego; dwuteownik stalowy; zginanie; ściskanie; wyboczenie giętno-skrętne

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Uniwersytetu Zielonogórskiego
• Czasopismo: Civil and Environmental Engineering Reports
• Rocznik: 2017
• Tom: No. 25(2)
• Strony: 89--105
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys., tab., wykr., wzory

Twórcy

autor

Giżejowski M.

• Warsaw University of Technology, Faculty of Civil Engineering, Institute of Building Engineering, Poland

autor

Stachura Z.

• Warsaw University of Technology, Faculty of Civil Engineering, Institute of Building Engineering, Poland

Bibliografia

• 1. Eurocode 3. EN 1993-1-1: Design of Steel Structures, Pat 1-1: General rules and rules for buildings, CEN 2005.
• 2. Gizejowski M., Stachura Z.: Buckling strength of a steel multi-storey framework according to Eurocode’s general method. In: Recent Progress in Steel and Composite Structures (eds. M. Gizejowski, A. Kozlowski, J. Marcinowski & J. Ziolko), London. Taylor & Francis Group 2016, 154-155, e-book on CD, 381-391.
• 3. Gizejowski M., Stachura Z.: Generalized Ayrton-Perry approach for the evaluation of beam-column resistance. In: Insights and Innovations in Structural Engineering, Mechanics and Computation (ed. A. Zingoni), London, Taylor & Francis Group, 2016, 253-254, e-book on CD, 713-719.
• 4. Gizejowski M.A., Stachura Z., Gajewski M.D., Szczerba R.B.: A new method of buckling resistance evaluation of laterally restrained beam-columns. In: Recent Progress in Steel and Composite Structures (eds. M.A. Gizejowski, A. Kozlowski, J. Marcinowski & J. Ziolko), London, Taylor & Francis Group 2016, 102-103, e-book on CD, 197-205.
• 5. Gizejowski M.A., Stachura Z., Uziak J.: Elastic flexural-torsional buckling of beams and beam-columns as a basis for stability design of members with discrete rigid restraints. In: Insights and Innovations in Structural Engineering, Mechanics and Computation (ed. A. Zingoni), London, Taylor & Francis Group 2016, 261-262, e-book on CD, 738-744.
• 6. Gizejowski M.A., Szczerba R.B., Gajewski M.D., Stachura Z.: Beam-column in-plane resistance based on the concept of equivalent geometric imperfections. Archives of Civil Engineering, 62, 4 (2016) 35-71.
• 7. Gizejowski M.A., Szczerba R.B., Gajewski M.D., Stachura Z.: Buckling resistance assessment of steel I-section beam-columns not susceptible to LT-buckling. Archives of Civil and Mechanical Engineering, 17, 2 (2017) 205- 221.
• 8. Papp F.: Buckling assessment of steel members through overall imperfection method. Engineering Structures 106 (2016) 124-136.
• 9. Simoes da Silva L., Marques L., Rebelo C.: Numerical validation of the general method in EC3-1-1 for prismatic members. Journal of Constructional Steel Research, 66 (2010) 575-590.
• 10. Simoes da Silva L., Simoes R., Gervasio H.: Design of Steel Structures, 2nd Edition, Eurocode 3: Design of Steel Structures, Pat 1-1: General rules and rules for buildings, ECCS, Ernst & Sohn 2016.
• 11. Stachura Z., Gizejowski M.: Partial factors in modelling of steel structures reliability according to Eurocodes. Civil and Environmental Engineering Reports, Zielona Góra, University of Zielona Góra Press, 16, 1 (2015) 195- 207.
• 12. Tankova T., Marques L., Andrade A., Simoes da Silva L.: A consistent methodology for the out-of-plane buckling resistance of prismatic steel beam-columns. Journal of Constructional Steel Research, 128 (2017) 839-852.
• 13. Taras A., Greiner R.: New design curves for lateral-torsional buckling - Proposal based on a consistent derivation. Journal of Constructional Steel Research, 66, 5 (2010) 648-663.
• 14. Trahair N.S.: Flexural-Torsional Buckling of Structures. Boca Raton, CRC Press Inc. 1993.

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).