A method for the treatment of second order effects in plastically-designed steel frames
A method for the treatment of second order effects in plastically-designed steel frames
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塑性设计钢框架二阶效应的处理方法
DOI：
10.1016/j.engstruct.2019.109516
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发表时间：
2019
影响因子：
5.5
通讯作者：
Walport F
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Walport F
钢框架对整体二阶效应（也称为侧移效应、“P-Δ”效应和整体几何非线性）的敏感性传统上通过弹性屈曲荷载放大器αcr来评估。对于弹性分析，EN 1993-1-1和其他国际钢结构设计标准规定，如果αcris大于或等于10，则可以忽略二阶效应。然而，当采用塑性分析时，材料的屈服会降低结构的刚度，因此EN 1993-1-1中规定了更严格的要求αcr≥ 15，以便忽略二阶效应。然而，对于任何结构系统，使用单一限值15被认为过于简单。一个更一致和准确的方法是确定刚度退化的程度，因此增加的敏感性，二阶效应的帧逐帧的基础上。本文提出了一种评估钢框架在塑性区稳定性的参数分析方法。对一系列具有不同几何形状和载荷工况的框架进行了评估。根据研究结果，提出了一个修正弹性屈曲荷载系数αcr，mod的计算建议，该系数考虑了逐框架塑性刚度降低的影响。
The susceptibility of steel frames to global second order effects, also referred to as sway effects, ‘P–Δ’ effects and global geometric nonlinearities, is traditionally assessed through the elastic buckling load amplifierαcr. For elastic analysis, EN 1993-1-1 and other international steel design standards state that second order effects may be neglected providedαcris greater than or equal to 10. However, when plastic analysis is employed, yielding of the material degrades the stiffness of the structure, and hence a stricter requirement ofαcr≥ 15 is prescribed in EN 1993-1-1 for second order effects to be neglected. Use of a single limit of 15 for any structural system is however considered to be overly simplistic. A more consistent and accurate approach is to determine the degree of stiffness degradation and hence the increased susceptibility to second order effects on a frame-by-frame basis. A parametric analysis to assess the stability of steel frames in the plastic regime is presented herein. A series of frames with varying geometries and load cases has been assessed. Based on the findings, a proposal for the calculation of a modified elastic buckling load factorαcr,mod, which considers the reduction in stiffness following plasticity on a frame-by-frame basis, is presented.
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