Operation of braced steel frameworks with regard to assembly and fabrication errors
- Authors: Hamaty Y.R.1, Tusnin A.R.1
-
Affiliations:
- Moscow State University of Civil Engineering (National Research University) (MGSU)
- Issue: Vol 13, No 1 (2023)
- Pages: 22-40
- Section: Building structures. Soils and foundations. Technology and organization of construction. Designing of buildings and constructions. Engineering survey and inspection of buildings
- URL: https://journals.rcsi.science/2305-5502/article/view/252196
- DOI: https://doi.org/10.22227/2305-5502.2023.1.2
- ID: 252196
Cite item
Full Text
Abstract
Introduction. As a building construction material, steel is widely used because of its high mechanical characteristics. Steel load-bearing structures of multi-storey buildings are a system formed by columns, beams, floor slabs and braces. The frame of a multi-storey building has a large number of elements and their connections. Errors in the fabrication, installation and operation of steel frames of multi-storey buildings can lead to a reduction in the load-bearing capacity of structures compared to the design. Deviations from the design position occur because of violations of the technical operatin.rules of the buildings beyond the permissible limits, design errors, imperfect standards and poor quality of work during the fabrication and installation of structures. The current Russian standards do not take into account the impact of fabrication and installation errors on the work of multi-storey frames. The initial geometric defects in the structural system and its individual elements contribute to the difference in performance between the real construction and an idealized one.Materials and methods. The study of the effect of initial imperfections on the stress-strain state of the steel frame is important and relevant. Initial imperfections are taken into account either by applying an equivalent load to the idealized design scheme or by forming a geometrically distorted by imperfections design scheme. The analysis can be linear or geometrically non-linear.Results. The results of the study of braced steel framework performance in the presence of initial imperfections are presented. The effect of initial imperfections in the form of deflection of columns from the vertical is considered. The values of the initial imperfections are determined in accordance with the current RF standards.Conclusions. The results obtained have made it possible to propose a correction factor to the results of the calculation of frames with imperfections to the results of the calculation of an idealized frame.
About the authors
Youssef R. Hamaty
Moscow State University of Civil Engineering (National Research University) (MGSU)
Email: YoussefHamaty@outlook.com
Alexander R. Tusnin
Moscow State University of Civil Engineering (National Research University) (MGSU)
Email: TusninAR@mgsu.ru
ORCID iD: 0000-0002-9997-9436
References
- Турьева А.В. Стальной каркас многоэтажного здания: преимущества и обеспечение жесткости // Севергеоэкотех-2013 : мат. ХIV Междунар. молодежной науч. конф : в 5-ти частях. 2013.
- Туснин А.Р., Рыбаков В.А., Назмеева Т.В. Проектирование металлических конструкций. Часть 2: Металлические конструкции. Специальный курс : учебник. М. : Перо, 2020. 436 c.
- Лебедь Е.В., Ибрагимов А.М. Проектирование металлического каркаса многоэтажного здания : учебно-методическое пособие. М. : МИСИ – МГСУ, 2020.
- Dhiman S., Nauman M., Islam N. Behaviour of multistory steel structure with different types of bracing systems // International Refereed Journal of Engineering and Science (IRJES). 2015. Vol. 4. Issue 1. Pp. 70–82.
- Новоселов А.А., Хусенова И.А. Влияние типа связей на деформативность каркаса многоэтажного здания со стальным каркасом // Вопросы строительства и инженерного оборудования объектов железнодорожного транспорта : мат. науч.-практ. конф. 2017. С. 27–34.
- Ведяков И.И., Конин Д.В., Одесский П.Д. Стальные конструкции высотных зданий. М. : Изд-во АСВ, 2014. 272 с.
- Хамати Ю. Контроль точности монтажа конструкций стального каркаса // Дни студенческой науки : сб. докл. науч.-техн. конф. по итогам науч.-исслед. работ студентов Института строительства и архитектуры (ИСА) НИУ МГСУ. 2022. С. 917–919.
- Царитова Н.Г., Лагутина Д.Р. Анализ существующих узловых соединений пространственных конструкций и разработка шарнирного узла // Современное строительство и архитектура. 2020. № 4 (20). С. 26–30. doi: 10.18454/mca.2020.20.3
- Эффективные жилые здания на стальном каркасе : методическое пособие // Инженерный центр Ассоциации развития стального строительства. М. : АКСИОМ ГРАФИКС ЮНИОН, 2018. 41 с.
- Конин Д.В. Статистическая оценка неточностей монтажа колонн металлических каркасов высотных зданий // Строительная механика и расчет сооружений. 2010. № 6 (233). С. 12–19.
- Металлические конструкции: справочник проектировщика / под ред. В.В. Кузнецова. Т. 3. М. : Изд-во АСВ, 1999. 528 с.
- Смирнов В.В., Свитцов М.А., Шилеева А.Ю., Шихова Е.Н., Поникарова Ю.Е. Анализ дефектов и повреждений металлических конструкций зданий металлургических производств // European science. 2015. № 8 (9). С. 51–54.
- Nassr A.A., Razaqpur A.G., Tait M.J., Campidelli M., Foo S. Strength and stability of steel beam columns under blast load // International Journal of Impact Engineering. 2013. Vol. 55. Pp. 34–48. doi: 10.1016/j.ijimpeng.2012.11.010
- Хамати Ю. Учет влияния случайного распределения начальных несовершенств на расчетную схему многоэтажного здания со стальным каркасом // Дни студенческой науки : сб. докл. науч.-техн. конф. по итогам науч.-исслед. работ студентов Института строительства и архитектуры (ИСА) НИУ МГСУ. 2022. С. 620–622.
- Хамати Ю. Несущая способность стального каркаса с учетом начальных несовершенств : дис. … канд. тех. наук. М., 2022.
- Конин Д.В. Статистическая оценка неточностей монтажа колонн металлических каркасов высотных зданий // Строительная механика и расчет сооружений. 2010. № 6 (233). С. 12–19.
- Shayan S., Rasmussen K.J.R., Zhang H. On the modelling of initial geometric imperfections of steel frames in advanced analysis // Journal of Constructional Steel Research. 2014. Vol. 98. Pp. 167–177. doi: 10.1016/j.jcsr.2014.02.016
- Arrayago I., Rasmussen K.J.R., Real E. Statistical analysis of the material, geometrical and imperfection characteristics of structural stainless steels and members // Journal of Constructional Steel Research. 2020. Vol. 175. P. 106378. doi: 10.1016/j.jcsr.2020.106378
- Kala Z. Sensitivity analysis of steel plane frames with initial imperfections // Engineering Structures. 2011. Vol. 33. Issue 8. Pp. 2342–2349. doi: 10.1016/j.engstruct.2011.04.007
- Shayan S., Rasmussen K.J.R., Zhang H. On the modelling of initial geometric imperfections and residual stress of steel frames. The University of Sydney, 2012.
Supplementary files
