Alternatywna procedura analityczno-numeryczna w eurokodowym projektowaniu stalowych elementów z bocznymi usztywnieniami dyskretnymi

• Autorzy: Stachura Z. , Giżejowski M.

Identyfikatory

DOI

10.7862/rb.2017.139

Warianty tytułu

EN

An alternative analytical-numerical procedure in Eurocode's design of steel members with discrete lateral and torsional in-span restraints

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedstawiono alternatywną do eurokodowej propozycję analityczno-numeryczną oceny nośności stalowych elementów osiowo ściskanych i zginanych względem osi większej bezwładności przekroju. Niniejszy artykuł stanowi kontynuację badań autorów prowadzonych dotychczas tylko w odniesieniu do elementów bez usztywnień pośrednich, a rozszerzonych na obecnym etapie do elementów z pośrednimi usztywnieniami dyskretnymi. Zaproponowano uogólnienie sformułowania Ayrton-Perry’ego do elementów równocześnie ściskanych i zginanych, w postaci analogicznej do przyjętej w PN-EN 1993-1-1 lecz odnoszącej się tylko do elementów ściskanych lub zginanych. Na wybranych przykładach porównano wyniki otrzymane z proponowanego alternatywnego podejścia analitycznonumerycznego z wynikami uzyskanymi z interakcyjnych formuł eurokodowych, w których współczynniki interakcji wyznaczano Metodą 1 oraz Metodą 2.

EN

An alternative Eurocode’s procedure of analytical-numerical Ayrton-Perry type is proposed for the assessment of buckling resistance of steel elements subjected to compression and bending about the major principal cross section axis. This paper is a further authors’ contribution that this time is extended for the effect of discrete lateral and torsional in-span restraints on the beamcolumn resistance evaluation. Authors’ proposal, using the parameters predicted partially in an analytical way and partially in a numerical way can be treated as a generalisation of Ayrton- Perry formulation adopted in PN-EN 1993-1-1, that originally addressed the flexural buckling of imperfect compressed members. In PN-EN 1993-1-1 this formulation was also applied to lateraltorsional buckling of imperfect members bent mono-axially about the stronger axis but not extended to all the overall buckling problems associated with combined compression and bending. A detailed explanation is presented using examples of HEB and IPE I-section steel members under compression and moment gradient about the stronger cross section principal axis. Obtained results for different load effects proportion in the domain of the axial compressive force and the bending moment about the section stronger axis are compared with results based on the Eurocode’s formulation based on the interaction equations of the axial force and bending moment according to Method 1 and Method 2.

Słowa kluczowe

PL

dwuteownik stalowy; zginanie; ściskanie; nośność; wyboczenie; sformułowanie Ayrton-Perry; usztywnienie boczne; usztywnienie przeciwskrętne

EN

steel I-section; beam-column; buckling resistance; Ayrton-Perry formulation; lateral restraint; torsional restraint

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej
• Czasopismo: Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture
• Rocznik: 2017
• Tom: z. 64, nr 3/I
• Strony: 471--486
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Stachura Z.

• Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Lądowej, Zespół Konstrukcji Metalowych, Armii Ludowej 16, 00-637 Warszawa, Polska

autor

Giżejowski M.

• Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Lądowej, Zespół Konstrukcji Metalowych, Armii Ludowej 16, 00-637 Warszawa, Polska

Bibliografia

• [1] Ayrton W.E., Perry J., On struts, The Engineer, 62 (1886), pp. 464-465.
• [2] Boissonnade A., Jaspart J.-P., Muzeau J.-P., Villette M.: New interaction formulae for beam-columns in Eurocode 3: The French–Belgian approach, Journal of Constructional Steel Research 60 (2004), pp. 421-431.
• [3] Bijlaard F., Feldmann M., Naumes J., Sedlacek G., The “general method” for assessing the out-of-plane stability of structural members and frames and the comparison with alternative rules in EN 1993 – Eurocode 3 – Part 1-1, Steel Construction 3 (1) (2010), pp. 19-33.
• [4] Giżejowski M., Stachura Z., A consistent Ayrton-Perry approach for the flexuraltorsional buckling resistance evaluation of steel I-section members. Civil and Environmental Engineering Reports 2 (2017), w druku.
• [5] Giżejowski M., Stachura Z., Ocena nośności stalowych elementów dwuteowych przy wyboczeniu giętno-skrętnym w kontekście nowelizacji eurokodów dotyczących konstrukcji, Inżynieria i Budownictwo, nr 6 (2017), w druku.
• [6] 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, pp. 154-155, e-book on CD, pp. 381-391.
• [7] 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, pp. 253-254, e-book on CD, pp. 713-719.
• [8] 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, pp. 261-262, e-book on CD, pp. 738-744.
• [9] Greiner R., Lindner J.: Interaction formulae for members subjected to bending and axial compression in Eurocode 3 – the Method 2 approach, Journal of Constructional Steel Research 62 (2006), pp. 757-770.
• [10] PN-EN 1993-1-1:2005, Projektowanie konstrukcji stalowych – Część 1-1: Reguły ogólne.
• [11] Papp F.: Buckling assessment of steel members through overall imperfection method. Engineering Structures 106 (2016), pp. 124-136.
• [12] Rondal J., Maquoi R., Le Flambement des Collonnes en Acier, Notice 1091, Chambre Syndicale des Fabricants de Tubes d’Acier, Paris, France (1980).
• [13] Simoes da Silva L., Simoes R., Gervasio H.: Design of Steel Structures, Eurocode 3: Design of Steel Structures, Part 1-1: General Rules and Rules for Buildings (2nd edition), ECCS Eurocode Design Manual, Ernst & Sohn, Berlin 2010.
• [14] 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), pp. 839-852.
• [15] Trahair N.S., Bradford M.A, Nethercot D.A., Gardner L., The behaviour and design of steel structures to EC3 (4th edition). Taylor & Francis, London – New York 2008.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018)