ELASTIC BUCKLING AND ULTIMATE LOAD OF PORTAL FRAMES

Existing portal frames were often built for industry using an extensive amount of material. The buckling and the ultimate loads are thus crucial values often determined assuming concentrated loads on top of the columns. Usually, the frames carry distributed loads that always create primary moments, in addition to compressive forces transferred from the supports to the beams, which may reduce the buckling load. This paper investigates the accurate buckling and the ultimate load behavior of portal frames.
 The analysis uses different loading patterns in addition to different methods of analysis, and also takes into consideration big deformations. The investigations use both analytical, 2-D and a 3-D Finite Element Analysis (FEA) to ensure the validity and accuracy of the results. An approximate method in addition to the accurate numerical method is given. The limitations, accuracy, and validity of the proposed method are found, and design precautions and recommendations are also given.
 
إطارات البوابات القائمة في المصانع تم بناؤها غالبا باستخدامات واسعة للمواد. لذا فإن الانبعاج والحمل الأقصى يعتبران قيمتان حاسمتان فيما يتم تحديدهما بافتراض أحمال مرکزة على قمم الأعمدة باستخدام البيان الخطي. وتحمل الأعمدة عادة أحمال موزعة تتسبب دائما في تکوين عزوم رئيسية إلى جانب قوى ضغط في الکمرات منقولة من رکائز الأعمدة قد تکون سببا رئيسيا لحدوث الانبعاج. ويهدف البحث لدراسة السلوک الدقيق للإطارات تحت حمل الانبعاج والحمل الأقصى. وتستخدم الدراسة طرق تحليلية عدة وأنماط التحميل المختلفة کما يأخذ التشوهات الجسيمة في الاعتبار. ويستخدم البحث العناصر المحدودة ذات البعدين وذات الثلاثة أبعاد لتحري ولتأکيد الدقة. ويقدم البحث الحدود ومقادير الدقة وصحة ومجال الاستخدام للمقترحات، إضافة إلى بيان الاحتياطات والتوصيات.