Development of revised stiffener spacing requirements for seismic links in eccentrically braced frames

The current dissertation re-examines the transverse stiffener spacing requirements of short andintermediatelengthseismicsteellinksineccentricallybracedframes(EBFs).Transverse web stiffeners enhance the rotation capacity and the link’s ability to dissipate energy due to seismic excitation. The curren...

Πλήρης περιγραφή

Λεπτομέρειες βιβλιογραφικής εγγραφής
Κύριος συγγραφέας: Σκρέτας, Νικόλαος
Άλλοι συγγραφείς: Skretas, Nikolaos
Γλώσσα:English
Έκδοση: 2022
Θέματα:
Διαθέσιμο Online:https://hdl.handle.net/10889/24086
id nemertes-10889-24086
record_format dspace
institution UPatras
collection Nemertes
language English
topic Eccentrically braced frames
Short links
Intermediate links
Seismic effects
Structural steel
Βραχείς σεισμικοί σύνδεσμοι
Ατσάλινες κατασκευές
spellingShingle Eccentrically braced frames
Short links
Intermediate links
Seismic effects
Structural steel
Βραχείς σεισμικοί σύνδεσμοι
Ατσάλινες κατασκευές
Σκρέτας, Νικόλαος
Development of revised stiffener spacing requirements for seismic links in eccentrically braced frames
description The current dissertation re-examines the transverse stiffener spacing requirements of short andintermediatelengthseismicsteellinksineccentricallybracedframes(EBFs).Transverse web stiffeners enhance the rotation capacity and the link’s ability to dissipate energy due to seismic excitation. The current seismic design standards require the use of transverse stiffeners for EBF links of short and intermediate length. The maximum permitted distances in order to achieve the desired seismic performance targets are established in current seismic provisions. These design procedures for EBFs have been based on semi-analytical and experimental studies on isolated links that were carried out in the ’80s. In the current study revised stiffener spacing requirements for short and intermediate length links in EBFs in order to attain the maximum permitted inelastic rotation capacities per EN1998-1 are proposed. At first, an experimental dataset was assembled and presented. This dataset was compiled with a particular focus on the stiffener spacing requirements and conclusions regarding the link’s inelastic rotation capacity and overstrength were extracted. Furthermore, it was substantiated that the stiffener spacing requirements established in EN1998-1 are overly conservative. Theproposedstiffener spacing limits are established on the basis of a methodology that combines a numerical solution of the classical problem of inelastic plate buckling. Hence, the analytical problem of the inelastic plate buckling is presented as well as the used numerical procedure for solving it and the derivation of the proposed stiffener spacing limits for short and intermediate length links. The resultant design equations are then verified through finite element simulations. The finite element modeling approach has also been presented and the reliability of the finite element simulation results has been investigated. Finally, it is concluded that the stiffener spacing rule per EN1998-1 for intermediate length links may be unconservative for some link geometries and that the proposed design rules may be a possible replacement of the current rules for short and intermediate length links.
author2 Skretas, Nikolaos
author_facet Skretas, Nikolaos
Σκρέτας, Νικόλαος
author Σκρέτας, Νικόλαος
author_sort Σκρέτας, Νικόλαος
title Development of revised stiffener spacing requirements for seismic links in eccentrically braced frames
title_short Development of revised stiffener spacing requirements for seismic links in eccentrically braced frames
title_full Development of revised stiffener spacing requirements for seismic links in eccentrically braced frames
title_fullStr Development of revised stiffener spacing requirements for seismic links in eccentrically braced frames
title_full_unstemmed Development of revised stiffener spacing requirements for seismic links in eccentrically braced frames
title_sort development of revised stiffener spacing requirements for seismic links in eccentrically braced frames
publishDate 2022
url https://hdl.handle.net/10889/24086
work_keys_str_mv AT skretasnikolaos developmentofrevisedstiffenerspacingrequirementsforseismiclinksineccentricallybracedframes
AT skretasnikolaos anaptyxēanatheōrēmenōnscheseōnapostaseōngiatisenkarsiesneurōseistōnseismikōnsyndesmōnseplaisiameekkentrousdiagōniossyndesmous
_version_ 1771297191694958592
spelling nemertes-10889-240862023-02-25T04:35:38Z Development of revised stiffener spacing requirements for seismic links in eccentrically braced frames Ανάπτυξη αναθεωρημένων σχέσεων αποστάσεων για τις εγκάρσιες νευρώσεις των σεισμικών συνδέσμων σε πλαίσια με έκκεντρους διαγώνιος συνδέσμους Σκρέτας, Νικόλαος Skretas, Nikolaos Eccentrically braced frames Short links Intermediate links Seismic effects Structural steel Βραχείς σεισμικοί σύνδεσμοι Ατσάλινες κατασκευές The current dissertation re-examines the transverse stiffener spacing requirements of short andintermediatelengthseismicsteellinksineccentricallybracedframes(EBFs).Transverse web stiffeners enhance the rotation capacity and the link’s ability to dissipate energy due to seismic excitation. The current seismic design standards require the use of transverse stiffeners for EBF links of short and intermediate length. The maximum permitted distances in order to achieve the desired seismic performance targets are established in current seismic provisions. These design procedures for EBFs have been based on semi-analytical and experimental studies on isolated links that were carried out in the ’80s. In the current study revised stiffener spacing requirements for short and intermediate length links in EBFs in order to attain the maximum permitted inelastic rotation capacities per EN1998-1 are proposed. At first, an experimental dataset was assembled and presented. This dataset was compiled with a particular focus on the stiffener spacing requirements and conclusions regarding the link’s inelastic rotation capacity and overstrength were extracted. Furthermore, it was substantiated that the stiffener spacing requirements established in EN1998-1 are overly conservative. Theproposedstiffener spacing limits are established on the basis of a methodology that combines a numerical solution of the classical problem of inelastic plate buckling. Hence, the analytical problem of the inelastic plate buckling is presented as well as the used numerical procedure for solving it and the derivation of the proposed stiffener spacing limits for short and intermediate length links. The resultant design equations are then verified through finite element simulations. The finite element modeling approach has also been presented and the reliability of the finite element simulation results has been investigated. Finally, it is concluded that the stiffener spacing rule per EN1998-1 for intermediate length links may be unconservative for some link geometries and that the proposed design rules may be a possible replacement of the current rules for short and intermediate length links. Υποτροφία Ιδρύματος Μποδοσάκη Η παρούσα διατριβή επανεξετάζει τις απαιτήσεις των εγκάρσιων νευρώσεων στους βραχύς σεισμικούς συνδέσμους αλλά και τους συνδέσμους ενδιάμεσου μήκους του συστήματος μεταλλικών πλαισίων με έκκεντρους συνδέσμους. Η ικανότητα στροφής αλλά και ικανότητα των σεισμικών συνδέσμων να απορροφούν ενέργεια υπό σεισμική διέγερση βελτιώνεται με την παροχή εγκάρσιων νευρώσεων για την ενίσχυση του κορμού της μεταλλικής διατομής τύπου I. Οι σύγχρονοι αντισεισμικοί κανονισμοί επιβάλλουν την χρήση εγκάρσιων νευρώσεων για βραχύς συνδέσμους και συνδέσμους ενδιάμεσου μήκους. Στις διατάξεις τους προσδιορίζονται οι μέγιστες αποστάσεις τοποθέτησής τους ώστε να έχουν την απαιτούμενη συμπεριφορά που θέτουν οι κανονισμοί. Οι διατάξεις αυτές έχουν βασιστεί σε έρευνα που πραγματοποιήθηκε κατά κύριο λόγο την δεκαετία του ’80. Στην παρούσα μελέτη προτείνονται νέες σχέσεις προσδιορισμού των μέγιστων αποστάσεων για τις εγκάρσιες νευρώσεις των σεισμικών συνδέσμων. Αρχικά συγκεντρώνονται και παρουσιάζονται πειράματα από την βιβλιογραφία πάνω στους σεισμικούς συνδέσμους εστιάζοντας κυρίως στις απαιτούμενες αποστάσεις των νευρώσεων. Από τα πειράματα που συγκεντρώθηκαν εξήχθησαν συμπεράσματα αναφορικά με την ικανότητα στροφής και την υπεραντοχή των συνδέσμων. Ακόμα, δείχθηκε ότι οι μέγιστες αποστάσεις που επιβάλει ο EN1998-1 για τις εγκάρσιες νευρώσεις είναι αρκετά συντηρητικές. Στηνσυνέχειαπαρουσιάζεταιτοαναλυτικόπρόβληματουανελαστικούλυγισμούστοιχείων πλάκαςτοοποίοχρησιμοποιήθηκεγιατηνανάπτυξητωνπροτεινόμενωνσχέσεωνσχεδιασμού. Έπειτα παρουσιάζεται ο τρόπος αριθμητικής επίλυσης, τα αποτελέσματα και η διαδικασία ανάπτυξης των σχέσεων. Ακολουθεί η εξέταση των προτεινόμενων σχέσεων μέσω λεπτομερώναναλύσεωνμεμοντέλαπεπερασμένωνστοιχείων.Ταμοντέλααυτάέχουνπροηγουμένως παρουσιαστεί και έχει διερευνηθεί η αξιοπιστία των αποτελεσμάτων τους. Τέλος, συμπεραίνεται ότι ο κανόνας τοποθέτησης των εγκάρσιων νευρώσεων που προσδιορίζεται από τον ΕΝ1998-1για σεισμικούς συνδέσμους ενδιάμεσου μήκους ίσως είναι μη συντηρητικός για ορισμένες γεωμετρίες και ότι οι προτεινόμενοι κανόνες τοποθέτησης των εγκάρσιων νευρώσεων θα μπορούσαν να αντικαταστήσουν τις υφιστάμενες διατάξεις του κανονισμού. 2022-11-23T11:09:18Z 2022-11-23T11:09:18Z 2022-07-21 https://hdl.handle.net/10889/24086 en application/pdf