The trends and practical look of advanced steel frame structures

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The aim of the work is to present the trend of the advancement of steel design code and practical approach of steel frame design from the current AISC-LFDR to the advanced analysis. As the trend of steel frame analysis method is from first-order elastic analysis to second-order inelastic analysis which is an advanced analysis. Methods. In this paper the comparison between the load - displacement curves of several structural analysis methods is presented. Case studies are considered to analyze by different methods and comparison of practical advanced analysis method with PROKON software. The case studies includes a two-story one bay steel frame and four bays of twelve-stories steel frame. The results of first-order elastic, elastic buckling, second-order and nonlinear analyses of an unbraced frame are compared and their difference is presents. The proposed software for advanced methods demonstrates the accuracy and the computational efficiency in predicting the nonlinear analysis response of steel frame structures.

About the authors

Nikolay I. Vatin

Peter the Great Saint Petersburg Polytechnic University

Email: tesfaldethg@gmail.com
D.Sc. (Eng.), Professor, Higher School of Industrial Civil and Road Construction 29 Politechnicheskaya St, Saint Petersburg, 195251, Russian Federation

Tesfaldet Hadgembes Gebre

Peoples' Friendship University of Russia (RUDN University)

Email: tesfaldethg@gmail.com
PhD Student, Department of Civil Engineering, Engineering Academy 6 Miklukho-Maklaya St, Moscow, 117198, Russian Federation

Shishay Berhane Gebreslassie

Peoples' Friendship University of Russia (RUDN University)

Email: tesfaldethg@gmail.com
master student, Department of Civil Engineering, Engineering Academy 6 Miklukho-Maklaya St, Moscow, 117198, Russian Federation

References

  1. American Society of Civil Engineers Advanced Analysis in Steel Frame: Design Guidelines for Direct Second-Order Inelastic Analysis. 2013.
  2. Chen W.F., Sohal I.S. Plastic Design and Second-Order Analysis of Steel Frames. 2013. https://doi.org/10.1007/978- 1-4613-8428-1
  3. Chen W.F. Toward practical advanced analysis for steel frame design. Structural Engineering International. 2009; 19(3):234-239.
  4. Surovek A.E., White D.W. Alternative Approaches for Elastic Analysis and Design of Steel Frames. I: Overview. J. Struct. Eng. 2004;130(8):1186-1196.
  5. Galishnikova V.V., Gebre T.H., Al-Sabri S.A.M., Saffia-Doe O. Second Order Structural Theory for the Stability Analysis of Columns. Structural Mechanics of Engineering Constructions and Buildings 2018;14(3):192-197. http://dx.doi.org/10.22363/1815-5235-2018-14-3-192-197
  6. Trahair N.S. Trends in the code design of steel framed structures. Adv. Steel Constr. 2018;14(1):37-56.
  7. Bernuzzi C., Cordova B., Simoncelli M. Unbraced steel frame design according to EC3 and AISC provisions. J. Constr. Steel Res. 2015;114:157-177. https://doi.org/10.1016/ j.jcsr.2015.07.012
  8. White D.W., Hajjar J.F. Application of Second-Order Elastic Analysis in LRFD : Research to Practice. Engineering Journal, American Institute of Steel Construction. 1991;28: 133-148.
  9. Xu L. Second-order analysis for semi rigid steel frame design. Can. J. Civ. Eng. 2011;28(1):59-76.
  10. Galishnikova V.V., Pahl P.J., Dunaisk P. Geometrically non-linear analysis. Stellenbosch: SUN MeDIA; 2012.
  11. Chen W.F. Advanced Analysis of Steel Frames: Theory, Software, and Applications. CRC Press; 2018.
  12. Geschwindner L.F. A Practical Look at Frame Analysis, Stability and Leaning. Columns Engineering Journal. 2002;39(4):167-181.
  13. Torkamani M.A.M., Sönmez M.S., Cao J. Second-Order Elastic Plane-Frame Analysis Using Finite-Element Method. Journal of Structural Engineering. 1997;123(9):1225-1235. doi: 10.1061/(ASCE)0733-9445(1997)123:9(1225).
  14. Maleck A.E. Second-Order Inelastic and Modified Elastic Analysis and Design Evaluation of Planar Steel Frames. 2001.
  15. Surovek A., White D.W. Direct Analysis Approach for the Assessment of Frame Stability: Verification Studies. Structural Stability Research Council Annual Stability Conference. 2001.
  16. White D.W., Surovek A.E. et al. Stability Analysis and Design of Steel Building Frames Using the 2005 AISC Specification. Steel Structures. 2006;6:71-91.
  17. White D.W., Surovek A., Chang C.-J. Direct analysis and design using amplified first-order analysis. Part 2: Moment frames and general framing systems. Engineering Journal (New York). 2007;44(4):323-340.
  18. Elghazouli A.Y. Non-Linear Static and Cyclic Analysis of Steel Frames with Semi-Rigid Connections. Struct. Saf. 2001;23(2):195-197.
  19. Galishnikova V.V., Gebre T.H. A comparative study of beam design curves against lateral torsional buckling using AISC, EC and SP. Structural Mechanics of Engineering Constructions and Buildings. 2019;15(1):25-32.
  20. Galishnikova V.V., Pahl P.J. Analysis of frame buckling without sidesway classification. Structural Mechanics of Engineering Constructions and Buildings. 2018;14(4): 299-312.
  21. Nagarajan P. Matrix Methods of Structural Analysis. CRC Press, Boca Raton Publ.; 2019.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».