Static Stability of Beam-Columns Under Combined Conservative and Nonconservative End Forces / J. Dario Aristizabal-Ochoa in Journal of engineering mechanics, Vol.131, N°5 (Mai 2005)

Static Stability of Beam-Columns Under Combined Conservative and Nonconservative End Forces = Stabilité Statique des Faisceau-Colonnes sous le Conservateur et les Forces Combinés d'Extrémité de Nonconservative : Effects of Semirigid Connections=Effets des raccordements semi-rigides [texte imprimé] / J. Dario Aristizabal-Ochoa, Auteur . - 2005 . - 473-484 p.
Génie mecanique, Génie civil, Génie de Structure
Langues : Anglais (eng)
in Journal of engineering mechanics > Vol.131, N°5 (Mai 2005) . - 473-484 p.

Mots-clés :	Buckling Building codes Beam columns Flutter Structural stability Frames Connections Semi-Rigid Flechissement Bouclage Codes de bâtiment Colonnes faisceau Flottement Stabilité structurale Armatures Connexions Raccordements Semi-Finale-Rigid
Index. décimale :	621.34/624
Résumé :	Stability criteria that evaluate the effects of combined conservative and nonconservative end axial forces on the elastic divergence buckling load of prismatic beam-columns with semirigid connections is presented using the classic static equilibrium method. The Proposed method and stability equations follow the same foramt and classification of ideal beam-columns under gravity loads presented previously by Aristizabal-Ochoa in 1996 and 1997. Criterion is also given to determine the minimum lateral bracing required by beam-columns with semirigid connections to achieve "braced" brackling (i.e., with sidesway inhibited). Aanalytical results obtained from three cases of cantilever comums presented in this paper indicate that: (1) the proposed method captures the limit on the on the range of applicability of the Euler's method in the stability analysis of beam-colums subjected to simultaneous combination of conservative and nonconservative loads. The Static method as proposed herein can give the correct solution to the stability of beam-columns within a wide range of combinations of conservative and nonconservative axial loads without the need to investigate their small oscillation behavior about the equilibrium position; and (2) dynamic instability or flutter starts to take place when the static critical loads corresponding to the first and second mode of buckling of the column become identical to each other. "Flutter" in these examples is caused by the presence of nonconservative axial forces (tension or compression) and the softening of both the flexural restraints and the lateral bracing. In addition, the "transition" from static instability (with sidesway and critical zero frequency) to dynamic instability (with no sidesway or purely imaginary sidesway frequencies) was determined using static equilibrium. It was found also that the static critical load under braced conditions (i.e., with sidesway inhibited) is the upper bound of the dynamic buckling load of a cantilever column under nonconservative compressive forces. Analytical studies indicate the buckling load of a beam-column is not only a function of the degrees of fixity (Pа and Pb). But also of the types and relative intensities of the applied end forces (Pci and Pfj), their application parameters (Ci, Nj, and έj), and the lateral bracing provided by other members (SΔ). Des critères de stabilité qui évaluent les effets des forces axiales combinées d'extrémité conservatrice et nonconservative sur la charge de boucle de divergence élastique des faisceau-colonnes prismatiques avec les raccordements semi-rigides est présentés en utilisant la méthode statique classique d'équilibre. Les équations proposées de méthode et de stabilité suivent le mêmes foramt et classification des faisceau-colonnes idéales sous des charges de pesanteur présentées précédemment par Aristizabal-Ochoa en 1996 et 1997. Le critère est également donné pour déterminer attacher latéral minimum exigé par des faisceau-colonnes avec les raccordements semi-rigides pour réaliser brackling "entretoisé" (c.-à-d., avec sidesway empêché). Les résultats d'Aanalytical obtenus à partir de trois caisses de comums en porte-à-faux ont présenté en cet article indiquent cela : (1) la méthode proposée capture la limite sur dessus la gamme de l'applicabilité de la méthode de l'Euler dans l'analyse de stabilité du faisceau-colums soumise à la combinaison simultanée des charges conservatrices et nonconservative. La méthode statique comme proposée ci-dessus peut donner la solution correcte à la stabilité des faisceau-colonnes dans un éventail de combinaisons des charges axiales conservatrices et nonconservative sans nécessité d'étudier leur petit comportement d'oscillation au sujet de la position d'équilibre ; et (2) l'instabilité ou le flottement dynamique commence à avoir lieu quand les charges critiques statiques correspondant au premier et deuxième mode de la boucle de la colonne deviennent identiques entre eux. le "flottement" dans ces exemples est provoqué par la présence des forces axiales nonconservative (tension ou compression) et de se ramollir des contraintes flexural et d'attacher latéral. En outre, l'"transition" à partir de l'instabilité statique (avec la fréquence nulle sidesway et critique) à l'instabilité dynamique (sans des fréquences sidesway ou purement imaginaires) a été déterminée en utilisant l'équilibre statique. On l'a trouvé également que la charge critique statique dans des conditions entretoisées (c.-à-d., avec sidesway empêché) est la limite supérieure de la charge de boucle dynamique d'une colonne en porte-à-faux sous les forces de compression nonconservative. Les études analytiques indiquent que la charge de boucle d'une faisceau-colonne est non seulement une fonction des degrés de fixité (Pb de ND de PA). Mais également des types et des intensités relatives des forces appliquées d'extrémité (PCI et Pfj), de leurs paramètres d'application (ci, Nj, et έj), et d'attacher latéral fourni par d'autres membres (delta de S).