SEMI-ANALYTICAL APPROACH FOR ELASTOPLASTIC ANALYSIS OF STEEL BEAMS
DOI:
https://doi.org/10.26512/ripe.v2i25.20855Palavras-chave:
Steel beams. Euler-Bernoulli beam theory. Elastoplastic analysis. Theory of plasticity. Reformulated Prandtl-Reuss equations.Resumo
The stress and displacement analysis is necessary to design and build efficiently any structure. In general, the current accepted procedures to design steel beams admit the linearelastic material behavior and are based on the assumptions adopted by the Euler-Bernoulli beam theory. However, it is critical to predict the behavior of the structural elements under plastic deformation, in order to understand the failure modes and the plastic hinges formation in steel beams. Accordingly, this paper proposes a theoretical procedure to evaluate stresses and displacements in steel beams under elastoplastic deformation, assuming the kinematic assumptions of the Euler-Bernoulli beam theory. Moreover, an iterative-incremental procedure based on the reformulated Prandtl-Reuss equations proposed by Mendelson is employed to compute the plastic strains, in the context of a secant or total elastoplastic formulation. In order to verify the proposed approach, its results are compared with those ones obtained by the finite element method analysis. This comparison demonstrates the effectiveness of the proposed model, and shows the possibility to realize more realistic and sophisticated analysis of steel beams using this approach.
Downloads
Referências
Amos, G. & Subramaniam, V., 2014. Numerical Methods for Engineers and Scientists: An Introduction with Applications Using Matlab. Department of Mechanical Engineering. The Ohio State University. Ohio, USA.
Baker, J.F. & Heyman, J. ,1969. Plastic Design of Frames. University Press, Cambridge.
Hibbeler, R. C., 2011. Mechanics of Materials. Pearson Prentice Hall. Eighth Edition. New Jersey, USA.
Horne, M.R., 1979. Plastic Theory of Structures, 2nd ed., Pergamon Press, UK.
Mendelson, A., 1968. Plasticity: Theory and Application. McMillan. First Edition. New York, USA.
Moy, S.S.J., 1981. Plastic Methods for Steel and Concrete Structures, The MacMillan Press Ltd, London.
Noronha, M. V., Cavalcante, M. A.A., 2015. Procedimento para Avaliação de Deslocamentos de Vigas de Concreto Armado. In: XXXVI Iberian Latin-American Congress on Computational Methods in Engineering, 2015, Rio de Janeiro.
Neal, B.G., 1977. The Plastic Methods of Structural Analysis, 3rd ed., John Wiley & Sons, New York.
Baker, J.F., 1949. A Review of Recent Investigations into the Behaviour of Steel Frames in the Plastic Range. The J. Inst. Civil Engrs, Vol.31, 188.
Downloads
Publicado
Como Citar
Edição
Seção
Licença
Autores que publicam nesta revista concordam com os seguintes termos:
Autores mantém os direitos autorais e concedem à revista o direito de primeira publicação, sendo o trabalho simultaneamente licenciado sob a Creative Commons Attribution License o que permite o compartilhamento do trabalho com reconhecimento da autoria do trabalho e publicação inicial nesta revista.
Autores têm autorização para assumir contratos adicionais separadamente, para distribuição não-exclusiva da versão do trabalho publicada nesta revista (ex: publicar em repositório institucional ou como capítulo de livro), com reconhecimento de autoria e publicação inicial nesta revista.
Autores têm permissão e são estimulados a publicar e distribuir seu trabalho online (ex: em repositórios institucionais ou na sua página pessoal) a qualquer ponto antes ou durante o processo editorial, já que isso pode gerar alterações produtivas, bem como aumentar o impacto e a citação do trabalho publicado.