Progressive Collapse and Robustness Analysis of Steel Structures

Jülide Yüzbaşı

Article Details

Progressive Collapse and Robustness Analysis of Steel Structures

Authors:

Jülide Yüzbaşı

Publisher:

Cukurova University

Main Topics:

Deprem Mühendisliği | İnşaat Mühendisliğinde Sayısal Modelleme

Journal:

Çukurova Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi Vol.40 Issue 2, pp.429-444

Document Type:

Article

Publication Date:

2/2025

Document Language:

English

Document ID (Org No.):

2001351731

pISSN:

2757-9255

Keywords:

Abstract:

 This study investigates the progressive collapse behavior of a five-story, three-dimensional steel moment-resisting frame using the Applied Element Method AEM. The model represents an existing multi-story full-scale steel structure located in the United States once, incorporating realistic geometric and structural characteristics. The structural system comprises rigid beam-to-column connections, ensuring full moment transfer across joints. The frame geometry includes seven spans in the longitudinal direction and three spans in the transverse direction, with non-uniform bay widths and varying story heights, reflecting a realistic high-rise configuration. Three critical column removal scenarios were modeled: 1 the middle of the short side, 2 the middle of the long side, and 3 a corner column at the first story. AEM was adopted to simulate highly nonlinear phenomena. Removing the middle column on the long side resulted in the highest displacements, underscoring the critical influence of column location on progressive collapse vulnerability and robustness.

 This study investigates the progressive collapse behavior of a five-story, three-dimensional steel moment-resisting frame using the Applied Element Method AEM. The model represents an existing multi-story full-scale steel structure located in the United States once, incorporating realistic geometric and structural characteristics. The structural system comprises rigid beam-to-column connections, ensuring full moment transfer across joints. The frame geometry includes seven spans in the longitudinal direction and three spans in the transverse direction, with non-uniform bay widths and varying story heights, reflecting a realistic high-rise configuration. Three critical column removal scenarios were modeled: 1 the middle of the short side, 2 the middle of the long side, and 3 a corner column at the first story. AEM was adopted to simulate highly nonlinear phenomena. Removing the middle column on the long side resulted in the highest displacements, underscoring the critical influence of column location on progressive collapse vulnerability and robustness.

 This study investigates the progressive collapse behavior of a five-story, three-dimensional steel moment-resisting frame using the Applied Element Method AEM. The model represents an existing multi-story full-scale steel structure located in the United States once, incorporating realistic geometric and structural characteristics. The structural system comprises rigid beam-to-column connections, ensuring full moment transfer across joints. The frame geometry includes seven spans in the longitudinal direction and three spans in the transverse direction, with non-uniform bay widths and varying story heights, reflecting a realistic high-rise configuration. Three critical column removal scenarios were modeled: 1 the middle of the short side, 2 the middle of the long side, and 3 a corner column at the first story. AEM was adopted to simulate highly nonlinear phenomena. Removing the middle column on the long side resulted in the highest displacements, underscoring the critical influence of column location on progressive collapse vulnerability and robustness.

 Bu çalışma, Uygulamalı Elemanlar Yöntemi AEM kullanılarak beş katlı, üç boyutlu bir çelik moment taşıyıcı çerçevenin ilerlemeli göçme davranışını incelemektedir. Model, geçmişte ABDde bulunan mevcut çok katlı bir çelik yapıyı, gerçekçi geometrik ve yapısal özellikleriyle temsil etmektedir. Yapısal sistem, rijit kiriş-kolon birleşimleriyle tam moment aktarımı sağlayan bağlantılardan oluşmaktadır. Taşıyıcı sistemin geometrisi, boyuna yönde yedi, enine yönde üç açıklıktan oluşmakta olup, açıklık genişlikleri düzensiz ve kat yükseklikleri değişkendirbu durum, gerçekçi bir yüksek yapı düzenini yansıtmaktadır. Üç kritik kolon kaybı senaryosu modellenmiştir: 1 kısa kenarın ortası, 2 uzun kenarın ortası ve 3 birinci kattaki köşe kolonu. AEM, yüksek derecede doğrusal olmayan davranışları simüle etmek için kullanılmıştır. Uzun kenarın ortasındaki kolonun kaldırılması en büyük yer değiştirmelere yol açmıştır. Bu durum kolon konumunun ilerleyici göçme hassasiyeti ve yapısal dayanıklılık üzerindeki belirleyici etkisini ortaya koymuştur.

Article Details

Progressive Collapse and Robustness Analysis of Steel Structures

Authors:

Jülide Yüzbaşı

Publisher:

Cukurova University

Main Topics:

Deprem Mühendisliği | İnşaat Mühendisliğinde Sayısal Modelleme

Journal:

Çukurova Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi Vol.40 Issue 2, pp.429-444

Document Type:

Article

Publication Date:

2/2025

Document Language:

English

Document ID (Org No.):

2001351731

pISSN:

2757-9255

Steel structures

Progressive collapse (PC)

Earthquakes

Nonlinear dynamic analysis (NDA)

Solid mechanicsÇelik yapılar

İlerlemeli-aşamalı göçme

Depremler

Doğrusal olmayan dinamik analiz

Katı cisimler mekaniği

Issues

Article Details

Authors: Jülide Yüzbaşı

Publisher: Cukurova University

Main Topics: Deprem Mühendisliği | İnşaat Mühendisliğinde Sayısal Modelleme

Journal: Çukurova Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi Vol.40 Issue 2, pp.429-444

Document Type: Article

Publication Date: 2/2025

Document Language: English

Document ID (Org No.): 2001351731

pISSN: 2757-9255

Issues

Authors:

Jülide Yüzbaşı

Publisher:

Cukurova University

Main Topics:

Deprem Mühendisliği | İnşaat Mühendisliğinde Sayısal Modelleme

Journal:

Çukurova Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi Vol.40 Issue 2, pp.429-444

Document Type:

Article

Publication Date:

2/2025

Document Language:

English

Document ID (Org No.):

2001351731

pISSN:

2757-9255