Elastoplastic analysis of plane steel frames by a new superelement

• Autorzy: Waszczyszyn Z. , Pabisek E.

Warianty tytułu

PL

Sprężysto-plastyczna analiza płaskich ram stalowych za pomocą nowego superelementu

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In the paper a consistent, plastic-zone approach is discussed, associated with modeling on four levels, i.e. on the point, subelement, superelement and structural levels, respectively. The Return Mapping Algorithm is used on the point level. The reduced integration at two Gauss points and Simpson's quadrature formula are applied in the subelement. An iterative static condensation of subelements DOFs is explored in order to obtain the superelement matrices. A new superelement, composed of 12 irregular length subelements is examined also for the uniform load and for the 2nd order, geometrically nonlinear theory. Two calibrating frames are analyzed up to ultimate load considering either geometrically linear equations or the 2nd order theory. Single parameter proportional loading and unloading as well as a sequence of loadings are considered.

PL

Rozważa się konsystentne modelowanie w odniesieniu do czterech poziomów analizy, tj. poziomu punktu, podelementu, superelementu i całego układu. Algorytm RMA (Return Mapping Algorithm) jest stosowany na poziomie punktu. Zredukowane całkowanie w dwóch punktach Gaussa i kwadratura Simpsona stosuje się w podelemencie. Iteracyjna, statyczna kondensacja stopni swobody podelementów jest stosowana celem obliczenia macierzy superelementu. Nowy element, złożony z 12-tu podelementów o nieregularnej długości został przetestowany również dla obciążenia równomiernie rozłożonego i dla geometrycznie nieliniowej teorii rzędu II. Dwie ramy kalibrujące zostały obliczone aż do osiągnięcia nośności granicznej przyjmując teorię liniową lub teorię rzędu II. Jednoparametrowe, proporcjonalne obciążenie lub sekwencja obciążeń jednoparametrowych zostały przeanalizowane jak również zostały obliczone trwałe ugięcia ram.

Słowa kluczowe

PL

rama stalowa; rama płaska; analiza sprężysto-plastyczna; superelement

• Wydawca: Komitet Inżynierii Lądowej i Wodnej PAN ; Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Lądowej
• Czasopismo: Archives of Civil Engineering
• Rocznik: 2002
• Tom: Vol. 48, nr 2
• Strony: 159--181
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., il.

Twórcy

autor

Waszczyszyn Z.

• Cracow University of Technology, Institute of Computer Methods in Civil Engineering

autor

Pabisek E.

• Cracow University of Technology, Institute of Computer Methods in Civil Engineering

Bibliografia

• 1. F. CHEN, S. TOMA, Advanced Analysis of Steel Frames, CRC Press, Boca Ratom, Florida 1994
• 2. Eurocode 3: Design of Steel Structures, 1993.
• 3. Z. WASZCZYSZYN, E. PABISEK, Elastoplastic superelement for the analysis of plane steel frames [in Polish], Proc. XLVI Polish Civil Conf., Wrocław - Zakopane, Vol. 1, 183-192, 2000.
• 4. Z. WASZCZYSZYN., E. PABISEK, A new superelement for the elastoplastic analysis of plane steel frames, Proc. X Intern. Conf. Steel Stru., Gdańsk, Poland, 335-442, 2000.
• 5. U. VOGEL, Calibrating frames, Stahlbau, 10, 295-301, 1985.
• 6. J.C. SIMO, R.L. TAYLOR, A return mapping algorithm for plane stress elastoplasticity, lnt. J. Num. Meth. Eng., 22, 649-670, 1986.
• 7. Z. WASZCZYSZYN, Cz. CICHOŃ, M. RADWAŃSKA, S tability of Structures by Finite Element Methods, Elsevier, Amsterdam 1994.
• 8. O.C. ZIENKIEWICZ, R.L. TAYLOR, The Finite Element Method, Vol. 1, 4th Edition, McGraw-Hill Book Co., London 1989.
• 9. W. KRZYŚ, M. ŻYCZKOWSKI, Elasticity and Plasticity - A Selection of Problems and Examples [in Polish], PWN, Warsaw 1962