In-plane elastic nonlinear analysis of shallow circular arches with generic end restraints

• Autorzy: Bradford M. A. , Pi Y. L. , Tin-Loi F.

Warianty tytułu

PL

Dwuwymiarowa analiza sprężysta nieliniowa płytkich łuków kołowych z uniwersalnymi zamocowaniami końców

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper develops the equations of equilibrium in analytic or closed form, using the theorem of virtual work, that govern the nonlinear elastic response of shallow, circular steel arches subjected to a radial load distributed uniformly around its axis. The arches possess generic elastic axial and radial spring-type supports that are representative of restraining members, or of foundation stiffnesses that would be met in practice, and their stiffness is shown to affect the in-plane response of the arch in the non-linear range of structural response. The analytic representation of the nonlinear response of an elastic steel arch is useful in design, as it forms a basis for quantifying the attainment of first yield for an arch with realistic conditions of end restraint.

PL

Niniejszy artykuł przedstawia równania równowagi w formie analitycznej lub zamkniętej z zastosowaniem zasady prac wirtualnych określającej nieliniową sprężystą reakcję płytkich kołowych łuków stalowych, poddanych obciążeniu promieniowemu, rozłożonemu równomiernie wokół ich osi. Łuki mają sprężyste osiowe i promieniowe podpory, typowe dla elementów zamocowanych lub dla sztywnych posadowień spotykanych w praktyce, zaś ich sztywność jest wykorzystana do pokazania wpływu płaskiej reakcji w płaszczyźnie łuku w nieliniowym zakresie reakcji konstrukcji. Analityczne przedstawienie reakcji nieliniowej sprężystego łuku stalowego jest użyteczne w projektowaniu, tworzy bowiem podstawę do określania pierwszego uplastycznienia łuku w rzeczywistych warunkach zamocowania.

Słowa kluczowe

EN

arch; elasticity; elastic support; in-plane response; elastic analysis; nonlinear analysis; shallow arch; circular arch

PL

analiza sprężysta; analiza nieliniowa; analiza dwuwymiarowa; łuk kołowy; łuk płytki

• Wydawca: Komitet Inżynierii Lądowej i Wodnej PAN ; Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Lądowej
• Czasopismo: Archives of Civil Engineering
• Rocznik: 2008
• Tom: Vol. 54, nr 1
• Strony: 59--71
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., il.

Twórcy

autor

Bradford M. A.

autor

Pi Y. L.

autor

Tin-Loi F.

• University of New South Wales, Sydney, Australia,

Bibliografia

• 1. M. A. BRADFORD, Y.-L. Pi, B. UY, In-plane elastic stability of arches under a central concentrated load, Journal of Engineering Mechanics, ASCE, 128, 7, 710-719, 2002.
• 2. Y.-L. Pi, M. A. BRADFORD, B. UY, In-plane stability of arches, International Journal of Solids and Structures, 39, 105-125, 2002.
• 3. A. J. S. PIPPARD, J. F. BAKER, The analysis of engineering structures, 4th edn., Elsevier, New York 1968.
• 4. H. H. WEST, Analysis of stmctures, 2nd edn., John Wiley & Sons, New York 1989.
• 5. M. A. BRADFORD, Y.-L. Pi, R. I. GILBERT, Nonlinear elastic analysis of shallow, pinned parabolic arches, Proc., 17th ASCE Engineering Mechanics Conf., 1-8, Newark, Delaware 2004.
• 6. Y.-L. Pi, N. S. TRAHAIR, Nonlinear buckling and postbuckling of elastic arches, Engineering Structures, 20, 7, 571-579, 1998.
• 7. G. J. SIMITSES, An introduction to the elastic stability of Structures, Prentice-Hall, Englewood Cliffs, New Jersey 1976.
• 8. J. P. PAPANGELIS, N. S. TRAHAIR, Elastic flexural-torsional buckling of arches, Journal of Structural Engineering, ASCE, 113, 4, 899-906, 1987.
• 9. V.Z. VLASOV, Thin-walled elastic beams, Israel Program for Scientific Translation, Jerusalem 1961.
• 10. G. TONG, Y.-L Pi, M. A. BRADFORD, F. TIN-Loi, In-plane nonlinear buckling analysis of deep circular arches incorporating transverse stresses, Journal of Engineering Mechanics, ASCE 134, 5, 2008 (in press).
• 11. N. S. TRAHAIR, M. A. BRADFORD, D. A. NETHERCOT, L. GARDNER, The behaviour and design of steel Structures to EC3. 4th edn., Taylor and Francis, London 2007.
• 12. M. A. BRADFORD, Y. X. ZHANG, R. I. GILBERT, T. WANG, In-plane nonlinear analysis and buckling of tied circular arches, Advances in Structural Engineering 9, 3, 311-318, 2006.