Alternative Design Procedure for RC-Braced Long Columns Based on New Moment Magnifiers Matrix
- 1. Delta University for Science and Technology
- 2. Al Jouf University
- 3. Badr University in Cairo
Description
Based on modified methods for the results of first-order analysis of RC columns, different codes approximate the second-order effects by using equations focusing on the maximum additional moment through the column height. These equations did not refer to the additional moments between the column and the connected beam, only the effect of the connected beams is taken into consideration by dealing with the effective length of the column, not the total length. Moreover, these equations did not take into account the second-order effect, which is caused by axial force and the inverse moments due to beam restriction for the column ends. This paper presents a new moment magnifiers matrix for the additional moments at the connection between braced columns and the connected beams as a simplified computation that can be used in the design procedure. That is through an equation based on transforming the original long column in second-order analysis to an equivalent isolated column. The equivalent column was represented as an element restricted with rotational spring support at its ends, and it is subjected to lateral distributed loads that have the same influence of the second-order effect on the induced additional moments in the long column. The suggested equivalent column can be used to form the additional bending moment diagram, also to compute the additional deformations as well. Numerous factors were analyzed linearly by using the presented new moment magnifiers matrix and finite element method, and the results proved the efficiency of the proposed model. Although the presented suggested model is based on the isolated analysis of the long column, the effect of the additional moments in the adjacent long column can be considered by presented two suggestions to improve the model. Also, development was proceeded on the model by modifying the flexural rigidity (EI) which is recommended in ACI to appropriate the time of failure. The additional moment values of the developed model were close to the values calculated by the ACI equation.
Translated Descriptions
Translated Description (Arabic)
بناءً على الطرق المعدلة لنتائج التحليل من الدرجة الأولى لأعمدة RC، تقارب الرموز المختلفة تأثيرات الدرجة الثانية باستخدام المعادلات التي تركز على الحد الأقصى للعزم الإضافي خلال ارتفاع العمود. لم تشير هذه المعادلات إلى العزم الإضافي بين العمود والعارضة المتصلة، فقط يتم أخذ تأثير العوارض المتصلة في الاعتبار من خلال التعامل مع الطول الفعال للعمود، وليس الطول الإجمالي. علاوة على ذلك، لم تأخذ هذه المعادلات في الاعتبار التأثير من الدرجة الثانية، والذي يحدث بسبب القوة المحورية والعزم العكسي بسبب تقييد الحزمة لنهايات العمود. تقدم هذه الورقة مصفوفة جديدة لمكبرات العزم للحظات الإضافية عند الاتصال بين الأعمدة المثبتة والعوارض المتصلة كحساب مبسط يمكن استخدامه في إجراء التصميم. وذلك من خلال معادلة تقوم على تحويل العمود الطويل الأصلي في التحليل من الدرجة الثانية إلى عمود معزول مكافئ. تم تمثيل العمود المكافئ كعنصر مقيد بدعامة زنبركية دورانية في نهاياته، ويخضع لأحمال موزعة جانبية لها نفس تأثير التأثير من الدرجة الثانية على العزم الإضافي المستحث في العمود الطويل. يمكن استخدام العمود المكافئ المقترح لتشكيل مخطط عزم الانحناء الإضافي، وكذلك لحساب التشوهات الإضافية أيضًا. تم تحليل العديد من العوامل خطيًا باستخدام مصفوفة مكبرات العزم الجديدة المقدمة وطريقة العناصر المحدودة، وأثبتت النتائج كفاءة النموذج المقترح. على الرغم من أن النموذج المقترح المقدم يعتمد على التحليل المعزول للعمود الطويل، إلا أنه يمكن النظر في تأثير اللحظات الإضافية في العمود الطويل المجاور من خلال اقتراحين مقدمين لتحسين النموذج. أيضًا، تم المضي قدمًا في تطوير النموذج عن طريق تعديل الصلابة الانثناءية (EI) الموصى بها في ACI لتناسب وقت الفشل. كانت قيم العزم الإضافية للنموذج المطور قريبة من القيم المحسوبة بواسطة معادلة ACI.Translated Description (French)
Sur la base de méthodes modifiées pour les résultats de l'analyse de premier ordre des colonnes RC, différents codes approchent les effets de deuxième ordre en utilisant des équations se concentrant sur le moment supplémentaire maximal à travers la hauteur de la colonne. Ces équations ne faisaient pas référence aux moments supplémentaires entre la colonne et la poutre connectée, seul l'effet des poutres connectées est pris en compte en traitant de la longueur effective de la colonne, et non de la longueur totale. De plus, ces équations ne tenaient pas compte de l'effet de second ordre, qui est causé par la force axiale et les moments inverses dus à la restriction de la poutre pour les extrémités de la colonne. Cet article présente une nouvelle matrice de loupes de moment pour les moments supplémentaires au niveau de la connexion entre les colonnes entretoisées et les poutres connectées en tant que calcul simplifié qui peut être utilisé dans la procédure de conception. C'est-à-dire par une équation basée sur la transformation de la longue colonne d'origine en analyse de second ordre en une colonne isolée équivalente. La colonne équivalente a été représentée comme un élément restreint avec un support de ressort rotatif à ses extrémités, et elle est soumise à des charges latérales réparties qui ont la même influence de l'effet de second ordre sur les moments supplémentaires induits dans la longue colonne. La colonne équivalente suggérée peut être utilisée pour former le diagramme de moment de flexion supplémentaire, ainsi que pour calculer les déformations supplémentaires. De nombreux facteurs ont été analysés linéairement en utilisant la nouvelle matrice des amplificateurs de moment présentée et la méthode des éléments finis, et les résultats ont prouvé l'efficacité du modèle proposé. Bien que le modèle suggéré présenté soit basé sur l'analyse isolée de la longue colonne, l'effet des moments supplémentaires dans la longue colonne adjacente peut être considéré par deux suggestions présentées pour améliorer le modèle. En outre, le développement a été poursuivi sur le modèle en modifiant la rigidité en flexion (EI) qui est recommandée dans l'ACI pour s'approprier le temps de défaillance. Les valeurs de moment supplémentaires du modèle développé étaient proches des valeurs calculées par l'équation ACI.Translated Description (Spanish)
Con base en métodos modificados para los resultados del análisis de primer orden de las columnas RC, diferentes códigos se aproximan a los efectos de segundo orden mediante el uso de ecuaciones que se centran en el momento adicional máximo a través de la altura de la columna. Estas ecuaciones no se referían a los momentos adicionales entre la columna y la viga conectada, solo se tiene en cuenta el efecto de las vigas conectadas al tratar la longitud efectiva de la columna, no la longitud total. Además, estas ecuaciones no tuvieron en cuenta el efecto de segundo orden, que es causado por la fuerza axial y los momentos inversos debido a la restricción del haz para los extremos de la columna. Este documento presenta una nueva matriz de lupas de momento para los momentos adicionales en la conexión entre las columnas arriostradas y las vigas conectadas como un cálculo simplificado que se puede utilizar en el procedimiento de diseño. Es decir, a través de una ecuación basada en la transformación de la columna larga original en análisis de segundo orden en una columna aislada equivalente. La columna equivalente se representó como un elemento restringido con soporte de resorte giratorio en sus extremos, y está sujeta a cargas laterales distribuidas que tienen la misma influencia del efecto de segundo orden en los momentos adicionales inducidos en la columna larga. La columna equivalente sugerida se puede utilizar para formar el diagrama de momento de flexión adicional, también para calcular las deformaciones adicionales. Se analizaron linealmente numerosos factores mediante el uso de la matriz de lupas de momento nuevo presentada y el método de elementos finitos, y los resultados demostraron la eficiencia del modelo propuesto. Aunque el modelo sugerido presentado se basa en el análisis aislado de la columna larga, el efecto de los momentos adicionales en la columna larga adyacente se puede considerar mediante la presentación de dos sugerencias para mejorar el modelo. Asimismo, se procedió al desarrollo del modelo modificando la rigidez a la flexión (EI) que se recomienda en ACI para adecuar el tiempo de fallo. Los valores de momento adicionales del modelo desarrollado estaban cerca de los valores calculados por la ecuación ACI.Files
9921682.pdf.pdf
Files
(15.9 kB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:117a2b601771061be9785e925b5ad62f
|
15.9 kB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- إجراء تصميم بديل للأعمدة الطويلة المزودة بحامل RC بناءً على مصفوفة مكبرات اللحظة الجديدة
- Translated title (French)
- Procédure de conception alternative pour les colonnes longues à contreventement RC basée sur une nouvelle matrice de loupes de moment
- Translated title (Spanish)
- Procedimiento de diseño alternativo para columnas largas con bridas RC basadas en la nueva matriz de lupas de momento
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W3207537888
- DOI
- 10.1155/2021/9921682
References
- https://openalex.org/W1485387346
- https://openalex.org/W1923685305
- https://openalex.org/W1972858951
- https://openalex.org/W2040319066
- https://openalex.org/W2296053214
- https://openalex.org/W2316514014
- https://openalex.org/W2337892068
- https://openalex.org/W285269823
- https://openalex.org/W3117672075
- https://openalex.org/W44389177