A Consistent Ayrton-Perry Approach for the Flexural-Torsional Buckling Resistance Evaluation of Steel I-Section Members

Abstract

Steel I-section members subjected to compression a monoaxial bending about the major axis are dealt with in this paper. The current Eurocode’s design procedure of such members is based on a set of two interpolation equations. In this paper a simple and yet consistent Ayrton-Perry methodology is presented that for beam-columns yields the Ayrton-Perry design strategy similar to that utilized in the steel Eurocodes for design of beams and columns but not used so far for the beam-column design. The results from developed design criterion are compared with those of Method 1 of Eurocode 3 and the Ayrton-Perry formulation of a different format that has been recently published.

Buckling resistance evaluation of steel beam-columns using refined General Method approach

“…Different aspects of Eurocode 3 GM approaches are discussed and followed by the author's proposal of GM in which a better consistency between the developed GM approach and the Eurocode 3 interaction equation approach is observed. This paper is a continuation of previous authors' studies [6][7][8][9] on refining the GM approach for both beam-columns without intermediate lateral-torsional restraints and with these restraints.…”

“…It is important to note that in this type of approach the effect of imperfections is considered twice in their maximum magnitude, firstly the maximum effect of in-plane imperfections is considered in the calculation of αult,ip and secondly, the maximum effect of out-of-plane imperfections is considered in the calculation of χop. In order to be in line with the general recommendation of Eurocode 3 that the effect of imperfections should be considered in one buckling direction only, the proposal presented by the authors in [6] is based on the calculation of αult,ip from GMNA instead of GMNIA, while the effect of imperfections is considered through the imperfection factor interpolated between those related to the LT buckling curve and to the FT buckling curve. In the example considered above, it gives for compression αult,ip = 1 / (nEd,0 https://doi.org/10.1051/matecconf/201926209010 KRYNICA 2018 dimensionless buckling resistance is equal to αult,op = χop αult,ip = 1,86 and is much closer to that of 1,96 obtained from the Eurocode's interaction equation approach [5].…”

Alternatywna Procedura Analityczno-Numeryczna W Eurokodowym Projektowaniu Stalowych Elementów Z Bocznymi Usztywnieniami Dyskretnymi

“…Rysunek 1a) dotyczy propozycji w odniesieniu do elementów z pośrednimi podparciami bocznymi i przeciwskrętnymi. Porównawczo na rysunku 1b) przedstawiono propozycję autorów [4,5,7] opracowaną w odniesieniu do elementów bez stężeń pośrednich. Na rysunku 1: LT λ jest smukłością względną przy zwichrzeniu, i λ jest zaś smukłością względną, która daje najmniejszy współczyn-nik redukcyjny i χ przy ściskaniu, tzn.…”

“…Punkt Ab,Rk odpowiada nośności przy giętno-skrętnej formie technicznej utraty stateczności elementu nieidealnego, w wypadku: a) elementów niestężonych poprzecznie z większym wpływem zwichrzenia, b) elementów gęsto pośrednio stężonych z większym wpływem technicznego wyboczenia giętnego lub skrętnego. Szczegółowy opis procedury postępowania odnoszący się do elementów bez usztywnień pośrednich przedstawiono w pracach autorów [4,5,7]. W dalszej części artykułu przedstawiono opis procedury odnoszący się do elementów z usztywnieniami pośrednimi.…”

“…Należy jednak zwrócić uwagę, że w przypadku antysymetrii momentu zginającego (ψy = -1) i elementów bez dodatkowych pośrednich stężeń, krzywe nośności otrzymane z proponowanej metody są porównywalne lub poniżej otrzymanych z formuł eurokodowych [4,5]. Ponadto zauważono, że w przypadku rozważanych elementów pośrednio stężo-nych, z eurokodowej Metody 2 otrzymuje się mniej konserwatywne rozwiąza-nie niż z Metody 1, szczególnie przy gradiencie momentu zginającego odpowiadającym współczynnikowi -1 ≤ ψy < 0.…”