Limit analysis of thin-wall metal frames taking into account their foundations rigidity

• Autorzy: Alawdin P. , Petrusevich V.

Identyfikatory

DOI

10.2478/ceer-2018-0010

Warianty tytułu

PL

Analiza nośności granicznej ram cienkościennych przy uwzględnieniu sztywności ich fundamentów

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In this paper, the mathematical model of shakedown optimization problem of limit analysis for the thin-wall metal frames under variable quasi-static loads is presented. Authors assume the elastic-plastic flexural buckling in one plane without lateral torsional buckling behavior of members on conditions of the ideal elastic-plastic behaviour of the frames materials. According to Eurocodes requirements, the features of these frames taking into account rigidity of their foundations are described. There is problem with definition equivalent uniform moment factors for frames under variable quasi-static loads, because moment diagram is not constant. Classification of joints by stiffness was analyzed. The cases when the conditions of rigidity are not satisfied were described. The variants of solving tasks for thin-wall metal frames have been developed, for which there is a discrepancy between the classification by stiffness of the column base and the initial design model. It’s demonstrated on the principle scheme of the iteration process. With the help of numerical example, the problems which deal with classification of joints by stiffness on the final step of the optimal design of the thin-wall metal frames were performed.

PL

W artykule przedstawiono model matematyczny problemu optymalizacji nośności granicznej oraz przystosowania dla ram cienkościennych metalowych pod obciążeniem wielokrotnie zmiennym. Autorzy zakładają sprężysto-plastyczne wyboczenie przy zginaniu w jednej płaszczyźnie, bez poprzecznego skrętnego wyboczenia elementów przy idealnie sprężysto-plastycznym odkształceniu materiałów ram. Zgodne z ustaleniami EuroCode, zostały opisane cechy charakterystyczne takich ram, biorąc pod uwagę sztywność ich fundamentów. Przeanalizowano problem definicji ekwiwalentnego jednorodnego współczynnika momentu dla ram przy obciążeniu wielokrotnie zmiennym, kiedy wykres momentów nie jest stały. Przeanalizowano również klasyfikację połączeń w zależności od ich sztywności. Opisano przypadki, w których nie zostały spełnione warunki sztywności. Opracowano warianty rozwiązywania takich zadań dla ram cienkościennych metalowych, dla których istnieje rozbieżność między początkowym i rzeczywistym modelem obliczeniowym sztywności. Zostało to przedstawiono na zasadniczym schemacie procesu iteracji. Na przykładzie numerycznym przedstawiono problemy, związane z uwzględnieniem sztywności połączeń na ostatnim etapie optymalnego projektowania metalowych ram cienkościennych.

Słowa kluczowe

EN

shakedown analysis; thin-wall metal frames; foundations rigidity; mathematical model

PL

nośność graniczna; ramy cienkościenne; sztywność fundamentów; model matematyczny

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Uniwersytetu Zielonogórskiego
• Czasopismo: Civil and Environmental Engineering Reports
• Rocznik: 2018
• Tom: Vol. 28, no. 1
• Strony: 115--129
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Alawdin P.

• University of Zielona Gora, Zielona Góra, Poland

autor

Petrusevich V.

• University of Zielona Gora, Zielona Góra, Poland

Bibliografia

• 1. Eurocode 3 EN 1993-1-3: Design of steel structures. Part 1-3: General rule. Brussels, European Committe for standardizations, 2006.
• 2. Eurocode 3 EN 1993-1-1: Design of steel structures. Part 1-1: general rules and rules for buildings, Brussels, European Committe for standardizations, 2006.
• 3. Eurocode 3 EN 1993-1-8: Design of steel structures. Part 1-8: Design of joints. Brussels, European Committe for standardizations, 2010.
• 4. Alawdin P.: Limit Analysis of structures under variable loads, Minsk, Tekhnoprint 2005.
• 5. Alawdin P, Liepa L.: Optimal shakedown of the thin-wall metal structures under strength and stiffness constrains, in: Civil and environmental engineering reports - CEER 2017; 25 (2): 25-41.
• 6. Atkočiūnas J.: Optimal shakedown design of elastic-plastic structures, Vilnius, Gediminas Technical University, 2012.
• 7. Żukowski S.: Safety estimation of the plane bar structures based on the shakedown theory point of view, Wrocław, Publishing house of Wrocław Technical University, 2006.

Uwagi

PL

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