Second-order analysis for semirigid steel frame design.

This paper presents an analysis method in which both the nonlinear rotational behaviour of beam-to-column connections and second-order (P-Δ and P-δ) effects of beam-column members are explicitly taken into account. By adopting the concept of an end-fixity factor, the proposed method is comprehensive regardless of the end rotational conditions of beam-column members and applies to frames with any combination of pinned, semirigid and rigid beam-to-column connections. In addition, the end-fixity factor simplifies the analysis procedure for semirigid frames. More importantly, the end-fixity factor may be valuable to the design of such structures because it provides a physical interpretation of the extent of rigidity available in a connection. Thus, it provides a convenient way for designers to compare the structural responses of a semirigid member to that of a rigid one. Examples are presented to demonstrate the validity and efficiency of the proposed approach. With only minor modifications, the proposed method is readily implemented in existing rigid frame analysis and design computer programs.Key words: steel frame, semirigid connection, second-order analysis, P-Δ effect.Cet article présente une méthode d'analyse dans laquelle le comportement en rotation de la connexion poutre-colonne et les effets de second ordre (P-Δ et P-δ) des membres poutre-colonne sont explicitement considérés. En adoptant le concept d'un facteur de stabilité à l'extrémité, la méthode proposée est complète peu importe les conditions en rotation de l'extrémité des membres poutre-colonne et s'applique à des cadres avec n'importe quelle combinaison de connexions poutre-colonne à jointure, semi-rigides ou rigides. De plus, le facteur de stabilité à l'extrémité simplifie la procédure d'analyse des cadres semi-rigides. Plus important encore, le facteur de stabilité à l'extrémité peut être de valeur pour la conception de telles structures, car il fournit une interprétation physique de l'étendue de la rigidité disponible dans une connexion. Donc, il fournit aux concepteurs un moyen commode pour comparer la réponse structurale d'un membre semi-rigide à celle d'un membre rigide. Des exemples sont présentées afin de démontrer la validité et l'efficacité de l'approche proposée. Avec seulement des modifications mineures, la méthode proposée s'implante aisément dans les programmes informatiques d'analyse et de conception de cadres rigides existants.Mots clés : cadre d'acier, connexion semi-rigide, analyse de second ordre, effet P-Δ.[Traduit par la Rédaction] [ABSTRACT FROM AUTHOR]