教育资源为主的文档平台

当前位置: 查字典文档网> 所有文档分类> 工程科技> 兵器/核科学> stability and second-order analysis of frames

stability and second-order analysis of frames

上传者:郭瑞标
|
上传时间:2015-04-26
|
次下载

stability and second-order analysis of frames

1306/JOURNALOFSTRUCTURALENGINEERING/NOVEMBER2001

内容需要下载文档才能查看

JOURNALOFSTRUCTURALENGINEERING/NOVEMBER2001/1307

内容需要下载文档才能查看

1308/JOURNALOFSTRUCTURALENGINEERING/NOVEMBER2001

内容需要下载文档才能查看

tosolvetheeigenvalueproblem.However,theanalyticalpro-cedureandthedesignstepsdescribedhereinarethesame.Example1

UsingtheAISCLRFDapproach(1999),determinethecol-umnsizesoftheframeloadedasshowninFig.3.Assumethat(1)thecolumnshavecontinuouslateralsupportperpen-diculartotheplaneofthestructure;(2)?b=0.20atthebaseofcolumnAB;(3)columnCDisconnectedatthebasewitha?xityfactor?d=0.90;and(4)the20-ft(6.096-m)girderACconsistsofaW16?31shapeconnectedtocolumnsABandCDbothwith?xityfactors?a=?c=http://wendang.chazidian.comeFy=36-ksi(248.2-MPa)steel.Solution:

1.TryW14?120forbothcolumns:A=35.3in.2(22,774mm2),Ix=1,380in.4(5.744?108mm4),andrx=6.24in.(158mm).

2.CalculatePu/A:(Pu/A)AB=700/35.3=19.83ksi(136.7MPa)and(Pu/A)CD=500/35.3=14.16ksi(97.6MPa).3.DeterminePcrfromthecharacteristicequation?[K]?P[K?]?=0andfrom(9)and(10):Takingintoaccountthat?=P2/P1=5/7,h1=12ft(3.658m),h2=18ft(5.586108m),L=20ft(6.096m),andIg=375in.4?(1.561mm4),withthesevaluesacriticalloadofPcr=2,015.1kip(8,964kN)isobtained.Then

?Pcr=(5/7)?2,015.1kip=1,439.4kip(6,403kN)

Therefore

2

K2

AB=

?

P=crh2

?

2,015.1?(12?12)2

=3.075

KCD=

?

21,439.4?(18?12)2

=2.425

4.Calculate?c

(?Khc)AB=

??r

?FyE

?

=0.7942<1.5

AB

therefore,useFcrinelastic

(?c)?KhCD=

?r

?FyE

?

=0.9396<1.5

CD

therefore,useFcrinelastic.5.Calculate?cFcr

(?F2

ccr)AB=0.85?(0.658)?cFy=0.85?0.768?36=23.50ksi(162MPa)>(Pu/A)=19.83ksi(136.7MPa)(?2

cFcr)CD=0.85?(0.658)?cFy=0.85?0.691?36=21.15ksi(145.8MPa)>(Pu/A)=14.16ksi(97.6MPa)

Becausebothcolumnsareapparentlyoverdesigned,anad-ditionaltrialwascarriedoutasfollows:

1.TryW14?109(A=32in.2,Ix=1,240in.4,andrx=6.22in.)forcolumnABandW14?82(A=24.1in.2,Ix=882in.4,andrx=6.05in.)forcolumnCD.

2.CalculatePu/A:(Pu/A)AB=700/32=21.88ksi(150.8MPa)and(Pu/A)CD=500/24.1=20.75ksi(143MPa).3.DeterminePcrfromthecharacteristicequation?[K]?P[K?]?=0:Takingintoaccountthat?=P2/P1=5/7,h1=12ft(3.658m),h2=18ft(5.586m),L=20ft(6.096m),andIg=375in.4(1.561?108mm4)

FIG.3.Example1:DesignofSingle-StoryFramewithoutLateral

Bracing

Pcr=1,580.9kip(7,032kN)and

?Pcr=(5/7)?1,580.9kip=1,129.2kip(5,023kN)

Therefore

KAB=

?21,580.9?(12?12)2

=3.29

KCD=

?

1,129.2?(18?12)2

=2.189

4.Calculate?c

(?KhFyc)AB=

??r?E?

=0.854<1.5

AB

therefore,useFcrinelastic

(?KhFyc)CD=

??r

?E

?

=0.877<1.5

CD

therefore,useFcrinelastic.5.Calculate?cFcr:

(?2

cFcr)AB=0.85?(0.658)?cFy=0.85?0.759?36=22.56ksi(155.5MPa)>(Pu/A)=21.88ksi(150.8MPa)

(?2

cFcr)CD=0.85?(0.658)?cFy=0.85?0.725?36=22.18ksi(152.9MPa)>(Pu/A)=20.75ksi(143MPa)

Therefore,this?naldesignisacceptable.

Noticethat(1)theobtainedequivalentlengthK-factorsinbothcolumnsarequitedifferentfromthosecalculatedusingthealignmentcharts[whicharestillincludedintheAISCLRFD(1999)speci?cations];and(2)thecurrentdesignresultsinlightercolumnsthanthoseobtainedusingthealignmentchartK-factors.

Duetomanyuncertaintiesinthestructuraldesignofframeswithsemirigidconnections,thestiffnessreductionfactor?=Et/E[suggestedbyAISCLRFD(1999)]shouldalwaysbetakenas1.0becausethisalwaysgivesconservativeresults.Example2

Using(9)and(10),determinethevariationsoftheeffectivelengthK-factorofbothcolumnsintheframeofExample1[Fig.4(a)]with(1)diagonalbracingSbaseofcolumnAB??;(2)degreeof?xityattheb;and(3)degreesof?xityattheendsofbeamAC?aand?c.AssumeW14?109[A=32in.2(20,645mm2),Ix=1,240in.4(5.161?108mm4),andrx=

JOURNALOFSTRUCTURALENGINEERING/NOVEMBER2001/

内容需要下载文档才能查看

1309

FIG.4.Example2:ParametricStudyonPlaneFrame:(a)StructuralModel;(b)EffectsofDiagonalBracingS?;(c)EffectsofColumnABFixityFactoratB?b;(d)EffectsofGirderACFixityFactors?aand?c

6.22in.(158mm)]forcolumnABandW14?82[A=24.1in.2(15,548mm2),Ix=882in.4(3.6712?108mm4),andrx=6.05in.(154mm)]forcolumnCDwith?d=0.90.Solution:Eachofthethreeeffectswasstudiedindependentlyasfollows:

?Effectsofdiagonalbracing—Thelateralstiffnessrestrain-ingtheframeagainstsideswayS?providedbyadiagonalbracingofhorizontallengthL,heighth,andcrossareaAbisgivenbySalmonandJohnston(1996,Chapter14,Eq.14.5.16)asfollows:

AbEL2/h3

S?=

[1?(L/h)2]3/2

AsensitivitystudywascarriedoutontheeffectsofS?onthestabilityoftheframeofExample1withthe?xityfactorsindicatedinFig.3.TheresultsareshowninFig.4(b).Forinstance,S?=100kip/in.(175.12kN/m)cor-respondstoaneffectivediagonalbracewithcrossarea=2.015in.2(1,300mm2)thatconnectsjointsAandD.Thebene?tsofdiagonalbracingonthestabilityofthisframe

1310/JOURNALOFSTRUCTURALENGINEERING/NOVEMBER

内容需要下载文档才能查看

2001

areapparent[Fig.4(b)],particularlyfromS?=0to46kip/in.(80.55kN/m).Withmerely0.93in.2(604.5mm2)ofdiagonalbracing(2.91%ofthecrossareaofcolumnAB)orS?=46kip/in.(80.55kN/m),theK-factorisre-ducedinhalfinbothcolumns.BothcurvesinFig.4(b)aresteepupto46kip/in.(80.55kN/m);additionalincre-mentsinS?donotshowsigni?cantreductionsintheK-factors.

?EffectsofcolumnABbase?xity?b—The?xityofthecolumnbasesalsohassigni?cantbene?tsonthestabilityoftheframe.Fig.4(c)indicatesthat,byincreasingthe?xityofcolumnABfromzero(perfectlyhinged)to0.20,theK-factorisreducedby25%ineachcolumn,repre-sentinga78%increaseinthecriticalloadofthispartic-ularframe.NoticethatbothcurvesinFig.4(c)aresteepfrom?b=0uptoapproximately?b=0.60.Thisindicatesthatanyadditional?xityofthebaseofcolumnABbeyond0.60showslittleadditionaleffectiveness.

?Effectsofgirderend?xities?aand?c—The?xityofthegirderconnectionshassomebene?tsonthestabilityoftheframebuttheyarenotassigni?cantasthoseatthecolumnbases[solidcurvesinFig.4(d)].NoticethatthevariationsoftheeffectivelengthK-factorswiththedi-

版权声明:此文档由查字典文档网用户提供,如用于商业用途请与作者联系,查字典文档网保持最终解释权!

下载文档

热门试卷

2016年四川省内江市中考化学试卷
广西钦州市高新区2017届高三11月月考政治试卷
浙江省湖州市2016-2017学年高一上学期期中考试政治试卷
浙江省湖州市2016-2017学年高二上学期期中考试政治试卷
辽宁省铁岭市协作体2017届高三上学期第三次联考政治试卷
广西钦州市钦州港区2016-2017学年高二11月月考政治试卷
广西钦州市钦州港区2017届高三11月月考政治试卷
广西钦州市钦州港区2016-2017学年高一11月月考政治试卷
广西钦州市高新区2016-2017学年高二11月月考政治试卷
广西钦州市高新区2016-2017学年高一11月月考政治试卷
山东省滨州市三校2017届第一学期阶段测试初三英语试题
四川省成都七中2017届高三一诊模拟考试文科综合试卷
2017届普通高等学校招生全国统一考试模拟试题(附答案)
重庆市永川中学高2017级上期12月月考语文试题
江西宜春三中2017届高三第一学期第二次月考文科综合试题
内蒙古赤峰二中2017届高三上学期第三次月考英语试题
2017年六年级(上)数学期末考试卷
2017人教版小学英语三年级上期末笔试题
江苏省常州西藏民族中学2016-2017学年九年级思想品德第一学期第二次阶段测试试卷
重庆市九龙坡区七校2016-2017学年上期八年级素质测查(二)语文学科试题卷
江苏省无锡市钱桥中学2016年12月八年级语文阶段性测试卷
江苏省无锡市钱桥中学2016-2017学年七年级英语12月阶段检测试卷
山东省邹城市第八中学2016-2017学年八年级12月物理第4章试题(无答案)
【人教版】河北省2015-2016学年度九年级上期末语文试题卷(附答案)
四川省简阳市阳安中学2016年12月高二月考英语试卷
四川省成都龙泉中学高三上学期2016年12月月考试题文科综合能力测试
安徽省滁州中学2016—2017学年度第一学期12月月考​高三英语试卷
山东省武城县第二中学2016.12高一年级上学期第二次月考历史试题(必修一第四、五单元)
福建省四地六校联考2016-2017学年上学期第三次月考高三化学试卷
甘肃省武威第二十三中学2016—2017学年度八年级第一学期12月月考生物试卷

网友关注视频

《空中课堂》二年级下册 数学第一单元第1课时
沪教版八年级下册数学练习册20.4(2)一次函数的应用2P8
冀教版小学数学二年级下册第二单元《有余数除法的整理与复习》
苏科版八年级数学下册7.2《统计图的选用》
【部编】人教版语文七年级下册《泊秦淮》优质课教学视频+PPT课件+教案,辽宁省
二年级下册数学第一课
《小学数学二年级下册》第二单元测试题讲解
冀教版小学数学二年级下册第二单元《余数和除数的关系》
冀教版小学数学二年级下册1
人教版历史八年级下册第一课《中华人民共和国成立》
外研版英语三起6年级下册(14版)Module3 Unit1
外研版英语七年级下册module1unit3名词性物主代词讲解
化学九年级下册全册同步 人教版 第22集 酸和碱的中和反应(一)
北师大版数学四年级下册3.4包装
冀教版小学英语四年级下册Lesson2授课视频
【部编】人教版语文七年级下册《逢入京使》优质课教学视频+PPT课件+教案,辽宁省
冀教版小学英语五年级下册lesson2教学视频(2)
8.对剪花样_第一课时(二等奖)(冀美版二年级上册)_T515402
沪教版牛津小学英语(深圳用) 四年级下册 Unit 3
苏科版数学七年级下册7.2《探索平行线的性质》
河南省名校课堂七年级下册英语第一课(2020年2月10日)
8.练习八_第一课时(特等奖)(苏教版三年级上册)_T142692
小学英语单词
化学九年级下册全册同步 人教版 第25集 生活中常见的盐(二)
第4章 幂函数、指数函数和对数函数(下)_六 指数方程和对数方程_4.7 简单的指数方程_第一课时(沪教版高一下册)_T1566237
第12章 圆锥曲线_12.7 抛物线的标准方程_第一课时(特等奖)(沪教版高二下册)_T274713
沪教版牛津小学英语(深圳用) 四年级下册 Unit 7
8 随形想象_第一课时(二等奖)(沪教版二年级上册)_T3786594
北师大版八年级物理下册 第六章 常见的光学仪器(二)探究凸透镜成像的规律
【部编】人教版语文七年级下册《逢入京使》优质课教学视频+PPT课件+教案,安徽省