Redistribution of internal forces generated in a steel frame structure with flexible joints when exposed to a fire

Maślak, Mariusz; Pazdanowski, Michał; Snela, Małgorzata

doi:10.1201/b21417-44

Cited by 3 publications

(3 citation statements)

References 1 publication

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…The deliberations presented in this paper constitute a part of a wider research conducted by the Authors in order to investigate the potentially possible internal force redistribution schemes, which may occur in steel frame bearing structures engulfed in fire. Earlier effects of these works were published among others in [4]. The results of numerical calculations presented above seem to confirm the belief that the differences in the detailed structural solution applied at the joint, affecting the joint rigidity, in the case of fire may result in different frame destruction models.…”

Section: Discussionsupporting

confidence: 73%

10.35: Influence of joint stiffness on the behaviour of steel bearing frame under fire conditions

2017

View full text Add to dashboard Cite

The reaction of the bearing steel frame to the direct fire exposure associated with the influence of monotonically increasing temperature of the constituent components is considered in this paper. For the comparative purposes, the frames with beam-to-column joints differing in rigidity are analysed in detail. Depending on whether there are stiffening ribs present, and the location of these ribs if present, the fire resistance of the considered structural component is determined by its failure mode. This may occur as the local instability in the column web or as the destruction of the column flange or beam flange. The internal arrangement of the joint is also one of the factors determining the redistribution of internal forces generated in the frame components when subjected to fire conditions. To show this, the dependencies specifying the relationships between temperature of the frame components and the bending moments and axial forces induced in these components during fire are presented, discussed and mutually compared. These relationships are arrived at after the detailed analysis of a numerical example, in which fire behaviour of three similar steel frames differing in the beam-to-column joint rigidity is considered. In the first analysed case the joint without ribbing is examined, while in the second case a joint with horizontal ribs and in the third case a joint with horizontal and diagonal ribs are analysed. The relationships listed above are accompanied by corresponding relationships specifying the dependencies between the steel temperature and the frame beam deflection. Additionally, the rigidity of the flexible supports, modelling the resistance of the columns to the horizontal displacement of the joints, is differentiated in the analysis. In conclusion, it has been shown that the analysed types of the considered frame exhibit substantial differences in the predicted structural response if the joints applied in them and subjected to fire differ in rigidity. Specification of these differences and their qualitative and quantitative description constitute the main objective of this work.

show abstract

Section: Discussionsupporting

confidence: 73%

10.35: Influence of joint stiffness on the behaviour of steel bearing frame under fire conditions

2017

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Ilościowe wyniki określające 136 M. Maślak, M. Snela wagę pominięcia tego typu efektu w globalnej analizie bezpieczeństwa konstrukcji prowadzonej w celach porównawczych metodami pierwszego i drugiego rzędu moŜna znaleźć np. w pracy [2].…”

Section: Wprowadzenieunclassified

Alternative methods of identifying the moment – rotation characteristics related to the fire conditions

Maślak¹,

Snela

2014

JCEEA

View full text Add to dashboard Cite

W pracy porównano dwie alternatywne techniki obliczeniowe pozwalające na wiarygodną specyfikację miarodajnych do warunków poŜaru rozwiniętego charakterystyk moment -obrót. Charakterystyki tego typu są obiektywną miarą zmieniającej się wraz z rozwojem poŜaru podatności stalowego węzła konstrukcji nośnej. Analizę przeprowadzono na przykładzie typowego węzła rygiel -słup. W pierwszym przypadku relacje skojarzone z zadaną temperaturą elementów budowano zgodnie ze znaną a priori charakterystyką odpowiadającą temperaturze pokojowej, w drugim zaś poprzez uogólnienie klasycznej metody składnikowej, aby ewentualne wpływy termiczne zostały uwzględnione w kaŜdym potencjalnym modelu zniszczenia składników węzła. Wykazano, Ŝe porównywane metody nie są równowaŜ-ne. Pierwsza z nich nie uwzględnia bowiem niezaleŜnej redukcji wytrzymałości śrub w temperaturze poŜarowej, co staje się szczególnie istotne, gdy temperatura węzła osiąga wartość większą od Θ = 400°C.Słowa kluczowe: rama stalowa, podatność węzła, poŜar rozwinięty, metoda skład-nikowa, charakterystyka moment -obrót WprowadzeniePodatność węzłów stalowej konstrukcji nośnej narasta w warunkach poŜaru wraz ze wzrostem temperatury składających się na nią elementów. Oznacza to, Ŝe węzły projektowane jako nominalnie sztywne po poddaniu ich ekspozycji ogniowej stają się w efekcie węzłami podatnymi. Ponadto stopień tej podatności zmienia się w czasie. Fakt ten, jakkolwiek intuicyjnie oczywisty, nie był dotychczas uwzględniany w praktyce inŜynierskiej. Jest to tym dziwniejsze, Ŝe wpływ malejącej sztywności węzłów istotnie zmienia wynikowe oszacowanie nośności ustroju odniesione do załoŜonej chwili poŜaru. Ilościowe wyniki określające 1 Autor do korespondencji/corresponding author: Mariusz Maślak, Politechnika Krakowska, 31-155 Kraków,

show abstract

“…The stiffness of the joints decreases as the fire develops [11]. The problem with flexible joints in fire conditions was presented in [12,13]. The ductility and the failure of the joint may be evaluated using the component method and a simplified mechanical model with extensional springs and rigid links [14].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

An analysis of the resistance of an extended end-plate beam-to-beam connection subjected to tension in fire conditions

Słowikowska

Polus

2019

Bud-Arch

View full text Add to dashboard Cite

This paper presents an analysis of the fire resistance of a steel joint subject-ed to tension. The authors of this article used prescriptive rules and simple calculation models to present an impact of the value of the load on the fire resistance of the connection. Designers often evaluate the critical temperature and fire resistance time of steel elements. However, they neglect the evaluation of the above-mentioned values for steel connections. In this article a simple engineering method was used to calculate the fire resistance of the joint.

show abstract

Redistribution of internal forces generated in a steel frame structure with flexible joints when exposed to a fire

Cited by 3 publications

References 1 publication

10.35: Influence of joint stiffness on the behaviour of steel bearing frame under fire conditions

10.35: Influence of joint stiffness on the behaviour of steel bearing frame under fire conditions

Alternative methods of identifying the moment – rotation characteristics related to the fire conditions

An analysis of the resistance of an extended end-plate beam-to-beam connection subjected to tension in fire conditions

Contact Info

Product

Resources

About