13rd International Symposium on Structures, Geotechnics and Construction Materials
13rd Colloquium on structural analysis, design and monitoring
Abstract
Open web steel joist systems are one of the most efficient construction solutions for floors and roofs. Due to their configuration (Warren or modified Warren trusses, generally) they present great stiffness in the plane of the joist but not outside of it. Therefore, the stability of the joists requires bracing (bridging) that guarantees adequate stiffness and resistance. The bridging can be classified as erection, construction or permanent bridging depending on the need and when they are installed. The SJI 100 specifications of the Steel Joist Institute (SJI) only have expressions to obtain the stresses of the braces and not for their stiffness. With this study, the accuracy of these expressions is evaluated by applying the Direct Analysis Method proposed by AISC 360 through the use of the MASTAN2 finite element software. The method is based on the direct modeling of geometric imperfections and the reduction of stiffness combined with the geometric nonlinearity of the structure. In addition, factors related to this structural system are taken into account, such as types of load, bracing configurations and anchors, and presence of the metal deck. The research demonstrates the feasibility of using rigorous analyzes to evaluate structural stability, increasing precision and efficiency in more complex bracing conditions.
Resumen
Los sistemas de viguetas de acero de alma abierta constituyen una de las soluciones constructivas más eficientes para entrepisos y cubiertas. Debido a su configuración (cerchas tipo Warren o Warren modificadas, generalmente) presentan una gran rigidez en el plano de la misma pero no así fuera de él. Por tanto, la estabilidad de las viguetas requiere de arriostres que garanticen una rigidez y resistencia adecuada, estos se pueden clasificar como arriostres de montaje, de construcción o permanentes según la necesidad y el momento en que se instalan. Las especificaciones SJI 100 del Steel Joist Institute (SJI) solo poseen expresiones para obtener las solicitaciones de los arriostres y no para su rigidez. Con este estudio se evalúa la exactitud de estas expresiones aplicando el Método de Análisis Directo propuesto por la AISC 360 mediante el uso del software de elementos finitos MASTAN2. El método se basa en la modelación directa de imperfecciones geométricas y de la reducción de la rigidez combinado con la no linealidad geométrica de la estructura. Además, se toman en cuenta factores afines a este sistema estructural como tipos de carga, configuraciones y anclajes de los arriostres, y presencia del metal deck. La investigación demuestra la factibilidad del uso de análisis rigurosos para evaluar la estabilidad estructural, incrementando la precisión y eficiencia en condiciones más complejas de arriostramiento.
About The Speaker
Ing. Ricardo Murga Piñeiro
Socio e Investigador de Sistemas Constructivos en Ingeniomat S.R.L.
Discussion
