Analysis And Design Of Non-Slender Steel Oval Hollow Section Subjected To Eccentric Axial Loading /
Mohammed Sayed Abd Elaty Elsaye,
Analysis And Design Of Non-Slender Steel Oval Hollow Section Subjected To Eccentric Axial Loading / تحليل و تصميم القطاعات الصلب البيضاوية المفرغة الغير نحيفة المعرضة لحمل محورى لامركزي / By Mohammed Sayed Abd Elaty Elsayed ; Under the Supervision of Prof. Dr. Sherif S. Safa. - 114 pages : illustrations ; 30 cm. + CD.
Thesis (Ph.D)-Cairo University, 2022.
Bibliography: pages 99-101.
Steel oval hollow sections (SOHS) are often used in construction due to their strength and
aesthetic shape. However, current AISC360-16 specifications lack explicit rules for design
of such sections. The purpose of this study is to investigate the strength of SOHS when
subjected to eccentric loading. An experimental program was established to examine
eccentrically loaded SOHS with different slenderness ratios, Lc/r, load eccentricities, e/D,
wall- to- thickness ratios, h/t, and aspect ratios of section, h/w. The load obtained from tests
was also compared to plastic theory and AISC360-16 design rules for RHS taking 3
scenarios for converting SOHS to equivalent RHS revealing that a more convenient method
should be used to assess the strength of non-slender SOHS. A numerical model of SOHS
was established using ANSYS software and verified by comparison to test results obtained
herein. The model was used to conduct an extensive parametric study on more than 360
samples with wide range of geometric and loading parameters. The effect of each parameter
on strength of SOHS was studied and it was found that it is possible to merge AISC360-16
design rules for rectangular and circular hollow sections in the design of eccentrically
loaded SOHS with some modifications to account for the behavior obtained herein. The
proposed design approach provided compatible results with the numerical and test results
obtained herein. تهدف هذه الدراسة إلي تقييم القطاعات الصلب البيضاوية المفرغة عند خضوعها لحمل محوري لامركزي من أجل ذلك تم عمل اختبار معملي على 8 عينات مختلفة في الأبعاد مع أخد الإنحرافات الهندسية وخصائص الحديد في الأعتبار قبل التحميل. أثناء الأختبار تم قياس الإنضغاط المحوري و التشكلات الافقية فى الإتجاه الموازي و العمودي علي العينة , كما تم قراءة الإنفاعالات المحورية على القطاع حتي بلوغ الحمل الأقصي. و إستنادا الي نتائج الإختبار المعملي تم عمل نموذج تحليلي للقطاع البيضاوي باستخدام نظرية العناصر المحدودة و وتم التحقق منه عن طريق مقارنته بما أسفرت عنه نتائج الإختبار ثم تم إستخدام النموذج لعمل دراسة باراميترية شاملة بأكثر من 360 نموذج تحليلي لدراسة عدة متغيرات و هي نسبة النحافة، نسبة إرتفاع القطاع لسمكه ، لا مركزية الحمل و نسبة إرتفاع القطاع لعرضه وذلك لتحديد مدي تأثير كل متغير علي الحمل الأقصى للقطاعات البيضاوية. و بتحليل نتائج عينات المعمل و النماذج التحليلية قد تبين انه من الممكن دمج قواعد تصميم الكود الامريكي للقطاعات المستطيلة والدائرية المفرغه المحملة مركزيا واستخدامها لتصميم القطاعات الصلب البيضاوية المفرغة الغير نحيفة و المعرضة لحمل محوري لامركزي بعد عمل بعض التعديلات عليها .وقد قدم المنهج التصميمي المقترح نتائج ملائمة لنتائج الاختبارات الرقمية.
Text in English and abstract in Arabic & English.
Structural Engineering
Oval hollow section Eccentric axial loading Non-Slender section Non-compact section Beam column and finite element analysis
624.1
Analysis And Design Of Non-Slender Steel Oval Hollow Section Subjected To Eccentric Axial Loading / تحليل و تصميم القطاعات الصلب البيضاوية المفرغة الغير نحيفة المعرضة لحمل محورى لامركزي / By Mohammed Sayed Abd Elaty Elsayed ; Under the Supervision of Prof. Dr. Sherif S. Safa. - 114 pages : illustrations ; 30 cm. + CD.
Thesis (Ph.D)-Cairo University, 2022.
Bibliography: pages 99-101.
Steel oval hollow sections (SOHS) are often used in construction due to their strength and
aesthetic shape. However, current AISC360-16 specifications lack explicit rules for design
of such sections. The purpose of this study is to investigate the strength of SOHS when
subjected to eccentric loading. An experimental program was established to examine
eccentrically loaded SOHS with different slenderness ratios, Lc/r, load eccentricities, e/D,
wall- to- thickness ratios, h/t, and aspect ratios of section, h/w. The load obtained from tests
was also compared to plastic theory and AISC360-16 design rules for RHS taking 3
scenarios for converting SOHS to equivalent RHS revealing that a more convenient method
should be used to assess the strength of non-slender SOHS. A numerical model of SOHS
was established using ANSYS software and verified by comparison to test results obtained
herein. The model was used to conduct an extensive parametric study on more than 360
samples with wide range of geometric and loading parameters. The effect of each parameter
on strength of SOHS was studied and it was found that it is possible to merge AISC360-16
design rules for rectangular and circular hollow sections in the design of eccentrically
loaded SOHS with some modifications to account for the behavior obtained herein. The
proposed design approach provided compatible results with the numerical and test results
obtained herein. تهدف هذه الدراسة إلي تقييم القطاعات الصلب البيضاوية المفرغة عند خضوعها لحمل محوري لامركزي من أجل ذلك تم عمل اختبار معملي على 8 عينات مختلفة في الأبعاد مع أخد الإنحرافات الهندسية وخصائص الحديد في الأعتبار قبل التحميل. أثناء الأختبار تم قياس الإنضغاط المحوري و التشكلات الافقية فى الإتجاه الموازي و العمودي علي العينة , كما تم قراءة الإنفاعالات المحورية على القطاع حتي بلوغ الحمل الأقصي. و إستنادا الي نتائج الإختبار المعملي تم عمل نموذج تحليلي للقطاع البيضاوي باستخدام نظرية العناصر المحدودة و وتم التحقق منه عن طريق مقارنته بما أسفرت عنه نتائج الإختبار ثم تم إستخدام النموذج لعمل دراسة باراميترية شاملة بأكثر من 360 نموذج تحليلي لدراسة عدة متغيرات و هي نسبة النحافة، نسبة إرتفاع القطاع لسمكه ، لا مركزية الحمل و نسبة إرتفاع القطاع لعرضه وذلك لتحديد مدي تأثير كل متغير علي الحمل الأقصى للقطاعات البيضاوية. و بتحليل نتائج عينات المعمل و النماذج التحليلية قد تبين انه من الممكن دمج قواعد تصميم الكود الامريكي للقطاعات المستطيلة والدائرية المفرغه المحملة مركزيا واستخدامها لتصميم القطاعات الصلب البيضاوية المفرغة الغير نحيفة و المعرضة لحمل محوري لامركزي بعد عمل بعض التعديلات عليها .وقد قدم المنهج التصميمي المقترح نتائج ملائمة لنتائج الاختبارات الرقمية.
Text in English and abstract in Arabic & English.
Structural Engineering
Oval hollow section Eccentric axial loading Non-Slender section Non-compact section Beam column and finite element analysis
624.1