代做CIVL5266 - Steel Structures - Stability: Semester 1, 2024 Assignment 3代做Python程序

CIVL5266 - Steel Structures - Stability: Semester 1, 2024

Assignment 3:  Direct Design Method (DDM) Project (25%)

Important Notes:

.    Due date: Before Monday 11:59pm (03 June 2024)

.    Requirements: You are requested to upload a single pdf file.

.    How to submit: All assignments are submitted online on the Assignments page on Canvas.

.    Late submissions: Late submissions will be accepted, however 5% of the total mark will be subtracted per day late.

Question 1: Continuous Beam Design by Elastic and Inelastic Analyses

Consider the continuous three-member beam shown in Fig. 1. All three members are oriented for major-axis bending, and fully braced out-of-plane.  Neglect the self-weight of the members. The steel has a yield stress of 320 MPa, a Young’s modulus of 200 GPa, G = 80000MPa. The steel is elastic-perfectly-plastic.

Figure 1.

Perform the case studies defined below for the following two design methods:

a.    First-order elastic analysis in AS4100. Use the resistance factor for flexural members as specified in AS4100.

b.    Second-order inelastic analysis (Direct Design Method). Use a system resistance factor of 0.9.

Case studies:

1)      Given that all members are 410UB53.7, determine the largest value for Pu that is permitted by each of the above design methods.

2)      Given that member AB is a 610UB125, member BC is a 410UB53.7, and member CD is a 410UB59.7, determine the largest value for Pu that is permitted by each of the above design methods.

Table 1.

 

 

Member Lengths and Sizes

 

Design Method

AB

BC

CD

Pu

kN

Case 1

AS4100-Elastic

410UB53.7

410UB53.7

410UB53.7

 

DDM

410UB53.7

410UB53.7

410UB53.7

 

Case 2

AS4100-Elastic

610UB125

410UB53.7

410UB59.7

 

DDM

610UB125

410UB53.7

410UB59.7

 

Table 2.

 

Plastic Hinge Sequence

1st Hinge

2nd Hinge

3rd Hinge

Case

Applied load

Location

Applied load

Location

Applied load

Location

1

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

Last digit of SID

a (m)

b (m)

1; 4; 7

2.5

3.0

2; 5; 8

3.0

2.5

0; 3; 6; 9

3.5

2.0

Hints:

1)  Given that the members are fully laterally braced, 2-dimensional analyses are sufficient.

2)  Results of first-order elastic analyses are directly proportional to the applied load; for example, doubling the applied load will result in doubling the internal forces and moments.

3)  Given that the strength limit state in this study will always be controlled by the formation of a plastic mechanism, the computational models do not need to account for the effects of initial geometric imperfections.

4)  If the yield ratio of a cross-section exceeds 70%, it is assumed that a plastic hinge has developed.

5)  Use eight elements for each beam sector.

Questions

1)  Complete Table 1. Give calculation details, show how the largest value of Pu  for the AS4100 elastic method is determined. Which member is the critical member?

2)  For  the  two  cases  of DDM,  plot  the  load  versus  displacement  response,  in  which  the displacement = vertical displacement at the point load.

3)  For the two cases of DDM, complete Table 2 to record the data related to the plastic hinge sequence.

4)  What level of additional load capacity was realized by employing the DDM in Cases 1 and 2 than the AS4100 elastic design method?  In your opinion, is this significant and worth the additional effort a completing an inelastic analysis?

5)  Engineers have often stated that the design of compact fully laterally braced beams by elastic analysis can be defined as a process of designing for the first plastic hinge.  Based on the results of this study, do you agree or disagree?  Justify your response.

6)  For this system and given applied loading, is it possible for a plastic hinge to ever form at support points A and D?  Justify your response.

7)  If the beam is supported in the same manner but is not continuous at points B and C, what would the maximum concentrated load Pu be for cases 1 and 2, given by the AS4100 elastic method and the DDM? What can you conclude about the benefits of using the DDM to design a statically indeterminate system?

Question 2: Planar frame design by Elastic and Inelastic Analyses

Consider the planar frame shown in Fig. 2.  All members are oriented for major-axis bending, and fully braced out-of-plane.  Neglect the  self-weight of the members. Assume that the  structural system is a braced frame.

The steel has a yield strength of 320 MPa, a Young’s modulus of 200 GPa, and shear modulus G = 80000MPa. The steel is elastic-perfectly-plastic.

 

Figure 2. Two-bay two-story planar frame.

C1=310UB32

C2=610UB101

C3=C5=C6=530UB92.4

C4=150UB14

B1=700WB173

B2=900WB218

B3=530UB92.4

B4=700WB173

UB=universal beam; WB=welded beam

 

Last digit of SID

c (m)

d (m)

1; 4; 7

6.0

10.0

2; 5; 8

5.0

11.0

0; 3; 6; 9

4.0

12.0

Perform the case studies defined below for the following design methods:

a.   Conventional method in AS4100

b.   Direct Design Method (second-order inelastic analysis).

Determine the largest value for r that is permitted by each of the above design methods. For simplicity, start with r = 50 kN/m.

1)  Given that the members are fully laterally braced, 2-dimensional analyses are sufficient.

2)  For the elastic method in AS4100, use the resistance factor as specified in AS4100.

3)  For the DDM, use a system resistance factor of 0.9.

4)  For the DDM, include a frame initial out-of-plumbness of H/500, in which H is the height of the frame. Neglect member initial out-of-straightness.

5)  If the yield ratio of a cross-section exceeds 70%, it is assumed that a plastic hinge has developed.

6)  Use eight elements for each member.

Questions

1)  When modelling the initial frame out-of-plumbness, the columns can lean to the left, or to the right. Which direction will you use? Justify your answer.

2)  Give calculation details, show how the largest value of P for the AS4100 method (second- order elastic analysis) is determined. Which member is the critical member?

3)  For the DDM, plot the load versus displacement response, in which the displacement = horizontal roof displacement at the left roof corner.

4)  At the largest value of P determined by DDM, show the locations of the plastic hinge(s) that have developed. Explain the plastic hinge sequence. What is the failure mode of the frame?

5)  What level of additional load capacity was realized by employing the DDM as compared to the AS4100 elastic method? In your opinion, is this significant and worth the additional effort a completing an inelastic analysis?

6)  Engineers have often stated that the design of compact fully laterally braced frames by elastic analysis can be defined as a process of designing for the first plastic hinge.  Based on the results of this study, do you agree or disagree?  Justify your response.



热门主题

课程名

litr1-uc6201.200 ee1102 econ42915 cb9101 math1102e chme0017 fc307 mkt60104 5522usst cosc2803 math39512 omp9727 ddes9903 babs2202 mis2002s phya21 18-213 cege0012 mgt253 fc021 int2067/int5051 bsb151 math38032 mech5125 mdia1002 cisc102 07 mgx3110 cs240 11175 fin3020s eco3420 ictten622 comp9727 cpt111 de114102d mgm320h5s bafi1019 efim20036 mn-3503 comp9414 math21112 fins5568 comp4337 bcpm000028 info6030 inft6800 bcpm0054 comp(2041|9044) 110.807 bma0092 cs365 math20212 ce335 math2010 ec3450 comm1170 cenv6141 ftec5580 ecmt1010 csci-ua.0480-003 econ12-200 ectb60h3f cs247—assignment ib3960 tk3163 ics3u ib3j80 comp20008 comp9334 eppd1063 acct2343 cct109 isys1055/3412 econ7230 msinm014/msing014/msing014b math2014 math350-real eec180 stat141b econ2101 fit2004 comp643 bu1002 cm2030 mn7182sr ectb60h3s ib2d30 ohss7000 fit3175 econ20120/econ30320 acct7104 compsci 369 math226 127.241 info1110 37007 math137a mgt4701 comm1180 fc300 ectb60h3 llp120 bio99 econ7030 csse2310/csse7231 comm1190 125.330 110.309 csc3100 bu1007 comp 636 qbus3600 compx222 stat437 kit317 hw1 ag942 fit3139 115.213 ipa61006 econ214 envm7512 6010acc fit4005 fins5542 slsp5360m 119729 cs148 hld-4267-r comp4002/gam cava1001 or4023 cosc2758/cosc2938 cse140 fu010055 csci410 finc3017 comp9417 fsc60504 24309 bsys702 mgec61 cive9831m pubh5010 5bus1037 info90004 p6769 bsan3209 plana4310 caes1000 econ0060 ap/adms4540 ast101h5f plan6392 625.609.81 csmai21 fnce6012 misy262 ifb106tc csci910 502it comp603/ense600 4035 csca08 8iar101 bsd131 msci242l csci 4261 elec51020 blaw1002 ec3044 acct40115 csi2108–cryptographic 158225 7014mhr econ60822 ecn302 philo225-24a acst2001 fit9132 comp1117b ad654 comp3221 st332 cs170 econ0033 engr228-digital law-10027u fit5057 ve311 sle210 n1608 msim3101 badp2003 mth002 6012acc 072243a 3809ict amath 483
联系我们
EMail: 99515681@qq.com
QQ: 99515681
留学生作业帮-留学生的知心伴侣!
工作时间:08:00-21:00
python代写
微信客服:codinghelp
站长地图