Derivation and analysis of methods for calculation of axially loaded steel compression members based on different building codes

Capa

Citar

Texto integral

Resumo

The article presents the physical significance of the study of axially loaded steel compression members and the origin of accepted analytical models, which are the basis for the methods of their calculation in current building codes of CIS and European countries. An approximate solution of the problem of eccentrically loaded elastic compression member is given and analytical relationships for determining the buckling coefficient as a result of solving an analytical problem and as a result of applying building codes are obtained. Based on the results from solving the structural analysis problem, a solution for axially loaded compression member buckling coefficient, which is the ratio of such stress value from axial compression to the yield stress of steel at which the outermost fibers of the cross section yield, is given. When obtaining the solution of the buckling coefficient for axial compression, it is justified that the clarity of obtaining a solution is achieved by introducing the number Pi in place of the numerical values. It is indicated that the reason for shifting relative eccentricity from the ideal value of 0.2 is the impossibility of buckling at small slenderness ratios. It is justified that the calculation methods described in Eurocode and the building code of Russia (SNiP), despite the difference in the definition of nominal slenderness ratio, have common physical significance and their difference is only in approaches to the definition of random eccentricity. The building code approaches to calculating relative eccentricity included in buckling coefficient are stated and analyzed and their physical significance is described. The significance of relative eccentricity which is included in European and Russian codes is unfolded and the relationship between relative eccentricity and imperfections in the shape and type of cross-section is indicated. The significance of the imperfection factor in accordance with EN 1993-1-1: 2005 which depends on initial imperfections, the shape of the cross-section and the technology of member manufacture is explained and the application of approximating linear function, which reflects the technological factor of precision of manufacturing and inevitably arising imperfections, is justified. The significance of the coefficients of imperfection α and β, which are included in the Russian building code for steel structures, is unfolded.

Sobre autores

Ilya Anikeev

Volgograd State Technical University

Autor responsável pela correspondência
Email: anikeevid@yandex.ru

Master student at the Department of Structures, Foundations and Safety of Buildings, Institute of Architecture and Construction, Volgograd State Technical University. Research interests: spaceframe structures, in particular, grid systems

1, Akademicheskaya str., Volgograd, 400074, Russian Federation

Alexander Golikov

Volgograd State Technical University

Email: alexandr_golikov@mail.ru

Candidate of Technical Sciences, Associate professor of the Department of Structures, Foundations and Safety of Buildings, Institute of Architecture and Construction, Volgograd State Technical University. Research interests: analysis and design of high-rise structures, structural assessment.

1, Akademicheskaya str., Volgograd, 400074, Russian Federation

Bibliografia

  1. Euler L. Metod nakhozhdeniya krivykh, obladayushchikh svoistvami maksimuma ili minimuma, ili reshenie izoperimetricheskoi zadachi, prinimaemoi v samom shirokom smysle [Method for finding curves with maximum or minimum properties or solving an isoparametric problem in its general sense]. Moscow: GTTI Publ., 1934. 600 p. (In Russ.)
  2. Yasinskij F.S. Izbrannye raboty po ustoichivosti szhatykh sterzhnei [Selected studies on column buckling]. Moscow: GITTL Publ., 1952. 430 p. (In Russ.)
  3. Lejtes S.D. Ustoichivost’ stal’nykh szhatykh sterzhnei [Buckling of steel columns]. Moscow: GILSA Publ., 1954. 567 p. (In Russ.)
  4. Timoshenko S.P. Ustoichivost’ uprugikh sistem [Buckling of elastic systems]. Moscow: GITTL Publ., 1955. 567 p. (In Russ.)
  5. Streleckij N.S. Materialy k kursu stal’nykh konstruktsii. Vyp. II. Ch. 1: Rabota szhatykh stoek [Materials for steel structures course. Isssue II. Part 1: Strength of elastic columns]. Moscow: Gosstroiizdat Publ., 1959. 284 p. (In Russ.)
  6. Volmir A.S. Ustoichivost’ deformiruemykh sistem [Buckling of deforming systmems]. Moscow: Nauka Publ., 1967. 984 p. (In Russ.)
  7. SP 16.13330.2017 «SNiP II-23-81* Stalnye konstrukcii» [Steel structures]. Moscow: Rosstandart Publ., 2017. 146 p. (In Russ.)
  8. SP 16.13330.2011 «SNiP II-23-81* Stalnye konstrukcii» [Steel structures]. Moscow: Rosstandart Publ., 2011. 178 p. (In Russ.)
  9. SNiP II-23-81* Stalnye konstrukcii [Steel structures]. Moscow: CITP Gosstroya USSR, 1990, 96 p. (In Russ.)
  10. Posobie po proektirovaniyu stalnyh konstrukcij k SNiP II-23-81* [Steel structures design manual for SNiP II-23-81*]. Moscow: CITP Gosstroya USSR, 1989. 150 p. (In Russ.)
  11. EN 1993-1-1 Eurocode 3 — Design of steel construction — Part 1-1: General rules and rules for buildings. Brussels: European committee for standardization, 2008. 91 p.
  12. Trahair N.S., Bradford M.A., Nethercot D.A., Gardner L. The Behaviour and Design of Steel Structures to EC3, Fourth edition. Abingdon: Taylor & Francis, 2008. 491 p.
  13. Aleksandrov A.V., Potapov V.D., Derzhavin B.P. Soprotivlenie materialov: uchebnik dlya vuzov. 3-e izd. ispr. [Strength of materials: University textbook. 3rd edition. Corrected]. Moscow: Vysshaya shkola Publ., 2003. 560 p. (In Russ.)

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML

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».