c h a p t e r 8 stability and ductility of steel frames
DESCRIPTION
C h a p t e r 8 Stability and Ductility of Steel Frames. 8. 1. Ultimate Load Behaviour of Steel Framed Structures. Possible mode of collapse of masonry arch. Principal stresses in a beam carrying a uniformly distributed load. Four possible modes of collapse of a single-storey frame. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
![Page 1: C h a p t e r 8 Stability and Ductility of Steel Frames](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022062321/56812ddf550346895d933551/html5/thumbnails/1.jpg)
Chapter 8 / 1
Készült az ERFP – DD2002 – HU – B – 01 szerzősésszámú projekt támogatásával
C h a p t e r 8
Stability and Ductility of Steel Frames
![Page 2: C h a p t e r 8 Stability and Ductility of Steel Frames](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022062321/56812ddf550346895d933551/html5/thumbnails/2.jpg)
Chapter 8 / 2
Készült az ERFP – DD2002 – HU – B – 01 szerzősésszámú projekt támogatásával
8.1. Ultimate Load Behaviour of Steel Framed Structures
Possible mode of collapse of masonry arch
Principal stresses in a beam carrying a uniformly distributed load
![Page 3: C h a p t e r 8 Stability and Ductility of Steel Frames](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022062321/56812ddf550346895d933551/html5/thumbnails/3.jpg)
Chapter 8 / 3
Készült az ERFP – DD2002 – HU – B – 01 szerzősésszámú projekt támogatásával
Four possible modes of collapse of a single-storey frame
![Page 4: C h a p t e r 8 Stability and Ductility of Steel Frames](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022062321/56812ddf550346895d933551/html5/thumbnails/4.jpg)
Chapter 8 / 4
Készült az ERFP – DD2002 – HU – B – 01 szerzősésszámú projekt támogatásával
8.2. The Model of “Interactive Plastic Hinge”
8.2.1 Difficulties in Predicting Failure
![Page 5: C h a p t e r 8 Stability and Ductility of Steel Frames](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022062321/56812ddf550346895d933551/html5/thumbnails/5.jpg)
Chapter 8 / 5
Készült az ERFP – DD2002 – HU – B – 01 szerzősésszámú projekt támogatásával
8.2.2 Preliminary Researches
8.2.3 Basic Method and a Simple Example
[Haaijer, 1957] [Lay, 1965] [Kato, 1965]
[Alexander, 1960] [Pugesley, Macaulay, 1960] [Climenhaga, Johnson, 1972]
![Page 6: C h a p t e r 8 Stability and Ductility of Steel Frames](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022062321/56812ddf550346895d933551/html5/thumbnails/6.jpg)
Chapter 8 / 6
Készült az ERFP – DD2002 – HU – B – 01 szerzősésszámú projekt támogatásával
8.2.4 Yield Mechanism of Structural Members [Iványi, 1983]
8.2.4.1 Yield Mechanism Forms Based on Experimental Results
![Page 7: C h a p t e r 8 Stability and Ductility of Steel Frames](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022062321/56812ddf550346895d933551/html5/thumbnails/7.jpg)
Chapter 8 / 7
Készült az ERFP – DD2002 – HU – B – 01 szerzősésszámú projekt támogatásával
(a) Yield mechanism of compression members
Planar yield mechanism
Spatial yield mechanism
![Page 8: C h a p t e r 8 Stability and Ductility of Steel Frames](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022062321/56812ddf550346895d933551/html5/thumbnails/8.jpg)
Chapter 8 / 8
Készült az ERFP – DD2002 – HU – B – 01 szerzősésszámú projekt támogatásával
(b) Yield mechanism of bent members
Constant bending moment – Planar yield mechanism
Constant bending moment – Spatial yield mechanism
![Page 9: C h a p t e r 8 Stability and Ductility of Steel Frames](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022062321/56812ddf550346895d933551/html5/thumbnails/9.jpg)
Chapter 8 / 9
Készült az ERFP – DD2002 – HU – B – 01 szerzősésszámú projekt támogatásával
Varying bending moment – Planar yield mechanism
Varying bending moment – Spatial yield mechanism
![Page 10: C h a p t e r 8 Stability and Ductility of Steel Frames](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022062321/56812ddf550346895d933551/html5/thumbnails/10.jpg)
Chapter 8 / 10
Készült az ERFP – DD2002 – HU – B – 01 szerzősésszámú projekt támogatásával
8.2.4.2 Yield Mechanism of the Component Plates of an I-section Member
![Page 11: C h a p t e r 8 Stability and Ductility of Steel Frames](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022062321/56812ddf550346895d933551/html5/thumbnails/11.jpg)
Chapter 8 / 11
Készült az ERFP – DD2002 – HU – B – 01 szerzősésszámú projekt támogatásával
8.2.4.3 “Joining” the Yield Mechanisms of the Component Plates
![Page 12: C h a p t e r 8 Stability and Ductility of Steel Frames](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022062321/56812ddf550346895d933551/html5/thumbnails/12.jpg)
Chapter 8 / 12
Készült az ERFP – DD2002 – HU – B – 01 szerzősésszámú projekt támogatásával
8.2.4.4 Yield Mechanism Curves of Compression Members
![Page 13: C h a p t e r 8 Stability and Ductility of Steel Frames](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022062321/56812ddf550346895d933551/html5/thumbnails/13.jpg)
Chapter 8 / 13
Készült az ERFP – DD2002 – HU – B – 01 szerzősésszámú projekt támogatásával
Web plate:
Flange plate:
![Page 14: C h a p t e r 8 Stability and Ductility of Steel Frames](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022062321/56812ddf550346895d933551/html5/thumbnails/14.jpg)
Chapter 8 / 14
Készült az ERFP – DD2002 – HU – B – 01 szerzősésszámú projekt támogatásával
8.2.5 Comparison of Experimental and Theoretical Results [Iványi, 1983]
8.2.5.1 Investigation of the Results of Compression Members
8.2.5.2 Investigation of the Results of Bent Members
![Page 15: C h a p t e r 8 Stability and Ductility of Steel Frames](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022062321/56812ddf550346895d933551/html5/thumbnails/15.jpg)
Chapter 8 / 15
Készült az ERFP – DD2002 – HU – B – 01 szerzősésszámú projekt támogatásával
8.2.5.3 Investigation of the Results of Welded I-section Beams
Varying bending moment
Constant bending moment
![Page 16: C h a p t e r 8 Stability and Ductility of Steel Frames](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022062321/56812ddf550346895d933551/html5/thumbnails/16.jpg)
Chapter 8 / 16
Készült az ERFP – DD2002 – HU – B – 01 szerzősésszámú projekt támogatásával
8.2.6 Model of the Interactive Hinge [Iványi, 1983]
![Page 17: C h a p t e r 8 Stability and Ductility of Steel Frames](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022062321/56812ddf550346895d933551/html5/thumbnails/17.jpg)
Chapter 8 / 17
Készült az ERFP – DD2002 – HU – B – 01 szerzősésszámú projekt támogatásával
8.3. Prediction of Ultimate Load of Steel Frames
8.3.1 Introduction
8.3.2 Effect of Local Instability
[Kazinczy, 1914]]
[Thürlimann, 1960] [Halász, 1976] [Drucker, 1951] [Maier, 1961] [Maier, Drucker, 1966]
![Page 18: C h a p t e r 8 Stability and Ductility of Steel Frames](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022062321/56812ddf550346895d933551/html5/thumbnails/18.jpg)
Chapter 8 / 18
Készült az ERFP – DD2002 – HU – B – 01 szerzősésszámú projekt támogatásával
8.3.3 Computer Programs for Steel Frames
8.3.3.1 Analysis of Steel Frames with Conditional Joints
– Interactive hinge
[Tassi, Rózsa. 1958] [Szabó, Roller, 1971] [Kaliszky, 1978] [Kurutz, 1975]
![Page 19: C h a p t e r 8 Stability and Ductility of Steel Frames](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022062321/56812ddf550346895d933551/html5/thumbnails/19.jpg)
Chapter 8 / 19
Készült az ERFP – DD2002 – HU – B – 01 szerzősésszámú projekt támogatásával
– Model of planar frame structures
– Changes of state with a uni-parameter load system taken into account
![Page 20: C h a p t e r 8 Stability and Ductility of Steel Frames](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022062321/56812ddf550346895d933551/html5/thumbnails/20.jpg)
Chapter 8 / 20
Készült az ERFP – DD2002 – HU – B – 01 szerzősésszámú projekt támogatásával
8.3.3.2 Analysis of Steel Frames with Global Bar Elements
– Fundamentals of bar system computation
– The applied bar element
– Calculation of reaction forces of complex bars
[Iványi, 1983] [Baksay, Iványi, Papp, 1985]
– Spring characteristics
![Page 21: C h a p t e r 8 Stability and Ductility of Steel Frames](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022062321/56812ddf550346895d933551/html5/thumbnails/21.jpg)
Chapter 8 / 21
Készült az ERFP – DD2002 – HU – B – 01 szerzősésszámú projekt támogatásával
– Computation method
8.3.4 Simple Approximate Method
8.3.4.1 Mechanism Curve Method
![Page 22: C h a p t e r 8 Stability and Ductility of Steel Frames](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022062321/56812ddf550346895d933551/html5/thumbnails/22.jpg)
Chapter 8 / 22
Készült az ERFP – DD2002 – HU – B – 01 szerzősésszámú projekt támogatásával
8.3.4.2 Approximate Engineering Method to Take the Effect of Plate Buckling into Consideration
SpS mMNLQu 2)(
2)(
NLQu
mM SpS
LL mMNLQu 2)(
2)(
NLQu
mM LL
![Page 23: C h a p t e r 8 Stability and Ductility of Steel Frames](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022062321/56812ddf550346895d933551/html5/thumbnails/23.jpg)
Chapter 8 / 23
Készült az ERFP – DD2002 – HU – B – 01 szerzősésszámú projekt támogatásával
8.4. Evaluation of Load-Bearing Capacity of Steel Frames8.4.1 Test Program
Frame connections with high-strength pre-stressed boltsColumn bases
Tension specimens
Beam specimens
Axially compressed specimens
Sub-assemblies
![Page 24: C h a p t e r 8 Stability and Ductility of Steel Frames](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022062321/56812ddf550346895d933551/html5/thumbnails/24.jpg)
Chapter 8 / 24
Készült az ERFP – DD2002 – HU – B – 01 szerzősésszámú projekt támogatásával
8.4.1.1 Full-Scale Tests of Frames [Iványi, 1983]
![Page 25: C h a p t e r 8 Stability and Ductility of Steel Frames](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022062321/56812ddf550346895d933551/html5/thumbnails/25.jpg)
Chapter 8 / 25
Készült az ERFP – DD2002 – HU – B – 01 szerzősésszámú projekt támogatásával
Details
![Page 26: C h a p t e r 8 Stability and Ductility of Steel Frames](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022062321/56812ddf550346895d933551/html5/thumbnails/26.jpg)
Chapter 8 / 26
Készült az ERFP – DD2002 – HU – B – 01 szerzősésszámú projekt támogatásával
Lateral supports
![Page 27: C h a p t e r 8 Stability and Ductility of Steel Frames](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022062321/56812ddf550346895d933551/html5/thumbnails/27.jpg)
Chapter 8 / 27
Készült az ERFP – DD2002 – HU – B – 01 szerzősésszámú projekt támogatásával
Positions of lateral supports
![Page 28: C h a p t e r 8 Stability and Ductility of Steel Frames](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022062321/56812ddf550346895d933551/html5/thumbnails/28.jpg)
Chapter 8 / 28
Készült az ERFP – DD2002 – HU – B – 01 szerzősésszámú projekt támogatásával
Gravity load simulator
![Page 29: C h a p t e r 8 Stability and Ductility of Steel Frames](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022062321/56812ddf550346895d933551/html5/thumbnails/29.jpg)
Chapter 8 / 29
Készült az ERFP – DD2002 – HU – B – 01 szerzősésszámú projekt támogatásával
Effect of loading to structural behaviour and to experimental investigation
![Page 30: C h a p t e r 8 Stability and Ductility of Steel Frames](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022062321/56812ddf550346895d933551/html5/thumbnails/30.jpg)
Chapter 8 / 30
Készült az ERFP – DD2002 – HU – B – 01 szerzősésszámú projekt támogatásával
8.4.1.2 Test of Frame C-3/2
![Page 31: C h a p t e r 8 Stability and Ductility of Steel Frames](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022062321/56812ddf550346895d933551/html5/thumbnails/31.jpg)
Chapter 8 / 31
Készült az ERFP – DD2002 – HU – B – 01 szerzősésszámú projekt támogatásával
8.4.1.3 Building Section Test [Iványi, Kálló, Tomka, 1986]
![Page 32: C h a p t e r 8 Stability and Ductility of Steel Frames](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022062321/56812ddf550346895d933551/html5/thumbnails/32.jpg)
Chapter 8 / 32
Készült az ERFP – DD2002 – HU – B – 01 szerzősésszámú projekt támogatásával
8.4.2 Results of Theoretical and Experimental Investigations [Iványi, 1983]
8.4.2.1 Application of Computer Programs
Experimental and calculated curves for frame C-1
![Page 33: C h a p t e r 8 Stability and Ductility of Steel Frames](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022062321/56812ddf550346895d933551/html5/thumbnails/33.jpg)
Chapter 8 / 33
Készült az ERFP – DD2002 – HU – B – 01 szerzősésszámú projekt támogatásával
Experimental and calculated curves for frame C-2
![Page 34: C h a p t e r 8 Stability and Ductility of Steel Frames](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022062321/56812ddf550346895d933551/html5/thumbnails/34.jpg)
Chapter 8 / 34
Készült az ERFP – DD2002 – HU – B – 01 szerzősésszámú projekt támogatásával
Experimental and calculated curves for frame C-3/2
![Page 35: C h a p t e r 8 Stability and Ductility of Steel Frames](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022062321/56812ddf550346895d933551/html5/thumbnails/35.jpg)
Chapter 8 / 35
Készült az ERFP – DD2002 – HU – B – 01 szerzősésszámú projekt támogatásával
Experimental and calculated curves for frame B-1/3
![Page 36: C h a p t e r 8 Stability and Ductility of Steel Frames](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022062321/56812ddf550346895d933551/html5/thumbnails/36.jpg)
Chapter 8 / 36
Készült az ERFP – DD2002 – HU – B – 01 szerzősésszámú projekt támogatásával
8.4.2.2 Application of Approximate Engineering Method [Iványi, 1983]
![Page 37: C h a p t e r 8 Stability and Ductility of Steel Frames](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022062321/56812ddf550346895d933551/html5/thumbnails/37.jpg)
Chapter 8 / 37
Készült az ERFP – DD2002 – HU – B – 01 szerzősésszámú projekt támogatásával
8.4.3 Analysis of the Influence Parameters [Iványi, 1993]
8.4.3.1 Effect of Fabrication and Erection
![Page 38: C h a p t e r 8 Stability and Ductility of Steel Frames](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022062321/56812ddf550346895d933551/html5/thumbnails/38.jpg)
Chapter 8 / 38
Készült az ERFP – DD2002 – HU – B – 01 szerzősésszámú projekt támogatásával
8.4.3.2 Effect of Structural Details
– Column bases
![Page 39: C h a p t e r 8 Stability and Ductility of Steel Frames](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022062321/56812ddf550346895d933551/html5/thumbnails/39.jpg)
Chapter 8 / 39
Készült az ERFP – DD2002 – HU – B – 01 szerzősésszámú projekt támogatásával
– Lateral supports
![Page 40: C h a p t e r 8 Stability and Ductility of Steel Frames](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022062321/56812ddf550346895d933551/html5/thumbnails/40.jpg)
Chapter 8 / 40
Készült az ERFP – DD2002 – HU – B – 01 szerzősésszámú projekt támogatásával
Two fundamental structural requirements of plastic design
![Page 41: C h a p t e r 8 Stability and Ductility of Steel Frames](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022062321/56812ddf550346895d933551/html5/thumbnails/41.jpg)
Chapter 8 / 41
Készült az ERFP – DD2002 – HU – B – 01 szerzősésszámú projekt támogatásával
8.4.3.3 Frame Structure Under Variable Repeated Load
![Page 42: C h a p t e r 8 Stability and Ductility of Steel Frames](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022062321/56812ddf550346895d933551/html5/thumbnails/42.jpg)
Chapter 8 / 42
Készült az ERFP – DD2002 – HU – B – 01 szerzősésszámú projekt támogatásával
8.4.3.4 Building Under Proportional Loading
– Cross-bracing of the end-frame
![Page 43: C h a p t e r 8 Stability and Ductility of Steel Frames](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022062321/56812ddf550346895d933551/html5/thumbnails/43.jpg)
Chapter 8 / 43
Készült az ERFP – DD2002 – HU – B – 01 szerzősésszámú projekt támogatásával
– Horizontal and vertical bracing system
![Page 44: C h a p t e r 8 Stability and Ductility of Steel Frames](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022062321/56812ddf550346895d933551/html5/thumbnails/44.jpg)
Chapter 8 / 44
Készült az ERFP – DD2002 – HU – B – 01 szerzősésszámú projekt támogatásával
8.4.3.5 Building Under Cyclically Repeated Meteorological Loads
![Page 45: C h a p t e r 8 Stability and Ductility of Steel Frames](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022062321/56812ddf550346895d933551/html5/thumbnails/45.jpg)
Chapter 8 / 45
Készült az ERFP – DD2002 – HU – B – 01 szerzősésszámú projekt támogatásával
8.4.4 Conclusion