Structural Mechanics of Engineering Constructions and BuildingsStructural Mechanics of Engineering Constructions and BuildingsСтроительная механика инженерных конструкций и сооружений1815-52352587-8700Peoples’ Friendship University of Russia named after Patrice Lumumba (RUDN University)2395910.22363/1815-5235-2020-16-3-203-208Analysis and design of building structuresРасчет и проектирование строительных конструкцийResearch ArticleThe trends and practical look of advanced steel frame structuresТенденции и практический вид современных стальных каркасных конструкцийVatinNikolay I.ВатинНиколай ИвановичD.Sc. (Eng.), Professor, Higher School of Industrial Civil and Road Constructionдоктор технических наук, профессор высшей школы промышленно-гражданского и дорожного строительстваtesfaldethg@gmail.comGebreTesfaldet HadgembesГебреТесфалдет ХадгембесPhD Student, Department of Civil Engineering, Engineering Academyаспирант, департамент строительства, Инженерная академияtesfaldethg@gmail.comGebreslassieShishay BerhaneГебреслассиеШишай Берханеmaster student, Department of Civil Engineering, Engineering Academyмагистрант, департамент строительства, Инженерная академияtesfaldethg@gmail.comPeter the Great Saint Petersburg Polytechnic UniversityСанкт-Петербургский политехнический университет Петра ВеликогоPeoples' Friendship University of Russia (RUDN University)Российский университет дружбы народов15122020163VOL 16, NO3 (2020)ТОМ 16, №3 (2020)20320812062020Copyright ©; 2020, Vatin N.I., Gebre T.H., Gebreslassie S.B.Copyright ©; 2020, Ватин Н.И., Гебре Т.Х., Гебреслассие Ш.Б.2020Vatin N.I., Gebre T.H., Gebreslassie S.B.Ватин Н.И., Гебре Т.Х., Гебреслассие Ш.Б.http://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://journals.rudn.ru/structural-mechanics/article/view/23959The aim of the work is to present the trend of the advancement of steel design code and practical approach of steel frame design from the current AISC-LFDR to the advanced analysis. As the trend of steel frame analysis method is from first-order elastic analysis to second-order inelastic analysis which is an advanced analysis. Methods. In this paper the comparison between the load - displacement curves of several structural analysis methods is presented. Case studies are considered to analyze by different methods and comparison of practical advanced analysis method with PROKON software. The case studies includes a two-story one bay steel frame and four bays of twelve-stories steel frame. The results of first-order elastic, elastic buckling, second-order and nonlinear analyses of an unbraced frame are compared and their difference is presents. The proposed software for advanced methods demonstrates the accuracy and the computational efficiency in predicting the nonlinear analysis response of steel frame structures.Цель исследования - изучить тенденцию развития строительных норм по стальным конструкциям и практического подхода к проектированию стальных каркасов от ныне действующих стандартов Американского института стальных конструкций до расчетов по методам более высокого порядка, поскольку развитие теории расчета стальных конструкций заключается в переходе от упруго-линейного расчета первого порядка к нелинейному расчету второго порядка. Методы. В работе представлено сравнение зависимостей нагрузки от перемещения, полученных по различным теориям расчета. Проводятся расчет конкретных примеров конструкций различными методами и сопоставление практического метода высокого порядка с программой PROKON. Конкретные примеры включают в себя двухэтажную однопролетную стальную раму и двенадцатиэтажную четырехпролетную раму. Результаты. Выполнено сравнение результатов упруго-линейного расчета первого порядка, расчета устойчивости по упругой схеме, расчета второго порядка и нелинейного расчета стальных рам и показано их различие. Предложенное программное обеспечение для расчета по методам высокого порядка демонстрирует точность и вычислительную эффективность в определении нелинейного поведения стальных конструкций.steel frame analysissway framenonlinear analysisadvanced analysisрасчет стальных рамрамы с поперечным смещениемнелинейный расчетрасчет высокого порядка1.American Society of Civil Engineers Advanced Analysis in Steel Frame: Design Guidelines for Direct Second-Order Inelastic Analysis. 2013.2.Chen W.F., Sohal I.S. Plastic Design and Second-Order Analysis of Steel Frames. 2013. https://doi.org/10.1007/978- 1-4613-8428-13.Chen W.F. Toward practical advanced analysis for steel frame design. Structural Engineering International. 2009; 19(3):234-239.4.Surovek A.E., White D.W. Alternative Approaches for Elastic Analysis and Design of Steel Frames. I: Overview. J. Struct. Eng. 2004;130(8):1186-1196.5.Galishnikova V.V., Gebre T.H., Al-Sabri S.A.M., Saffia-Doe O. Second Order Structural Theory for the Stability Analysis of Columns. Structural Mechanics of Engineering Constructions and Buildings 2018;14(3):192-197. http://dx.doi.org/10.22363/1815-5235-2018-14-3-192-1976.Trahair N.S. Trends in the code design of steel framed structures. Adv. Steel Constr. 2018;14(1):37-56.7.Bernuzzi C., Cordova B., Simoncelli M. Unbraced steel frame design according to EC3 and AISC provisions. J. Constr. Steel Res. 2015;114:157-177. https://doi.org/10.1016/ j.jcsr.2015.07.0128.White D.W., Hajjar J.F. Application of Second-Order Elastic Analysis in LRFD : Research to Practice. Engineering Journal, American Institute of Steel Construction. 1991;28: 133-148.9.Xu L. Second-order analysis for semi rigid steel frame design. Can. J. Civ. Eng. 2011;28(1):59-76.10.Galishnikova V.V., Pahl P.J., Dunaisk P. Geometrically non-linear analysis. Stellenbosch: SUN MeDIA; 2012.11.Chen W.F. Advanced Analysis of Steel Frames: Theory, Software, and Applications. CRC Press; 2018.12.Geschwindner L.F. A Practical Look at Frame Analysis, Stability and Leaning. Columns Engineering Journal. 2002;39(4):167-181.13.Torkamani M.A.M., Sönmez M.S., Cao J. Second-Order Elastic Plane-Frame Analysis Using Finite-Element Method. Journal of Structural Engineering. 1997;123(9):1225-1235. DOI: 10.1061/(ASCE)0733-9445(1997)123:9(1225).14.Maleck A.E. Second-Order Inelastic and Modified Elastic Analysis and Design Evaluation of Planar Steel Frames. 2001.15.Surovek A., White D.W. Direct Analysis Approach for the Assessment of Frame Stability: Verification Studies. Structural Stability Research Council Annual Stability Conference. 2001.16.White D.W., Surovek A.E. et al. Stability Analysis and Design of Steel Building Frames Using the 2005 AISC Specification. Steel Structures. 2006;6:71-91.17.White D.W., Surovek A., Chang C.-J. Direct analysis and design using amplified first-order analysis. Part 2: Moment frames and general framing systems. Engineering Journal (New York). 2007;44(4):323-340.18.Elghazouli A.Y. Non-Linear Static and Cyclic Analysis of Steel Frames with Semi-Rigid Connections. Struct. Saf. 2001;23(2):195-197.19.Galishnikova V.V., Gebre T.H. A comparative study of beam design curves against lateral torsional buckling using AISC, EC and SP. Structural Mechanics of Engineering Constructions and Buildings. 2019;15(1):25-32.20.Galishnikova V.V., Pahl P.J. Analysis of frame buckling without sidesway classification. Structural Mechanics of Engineering Constructions and Buildings. 2018;14(4): 299-312.21.Nagarajan P. Matrix Methods of Structural Analysis. CRC Press, Boca Raton Publ.; 2019.