Progressive collapse mitigation of 2D steel moment frames - Assessing the effect of different strengthening schemes

The problem of the progressive collapse of structures is today at the forefront of structural engineering because of multiple natural and man-made hazards, the aging of the infrastructure and the catastrophic consequences associated with that. This paper investigates the effects of different strengthening techniques for mitigating the phenomenon of progressive collapse for 2D steel moment frames. These techniques are applied to a series of moment frames of varying heights and designs using a finite element analysis involving both material and geometric non-linearities. The results of this work demonstrate that, when analysed as 2D assemblies, realistic, similar steel frame structures undergo different collapse mechanisms and that a general strengthening scheme cannot be applied to all collapse mechanisms.

Verhinderung des fortschreitenden Versagens von zweidimensionalen biegesteifen Stahlrahmen - Bewertung der Wirksamkeit unterschiedlicher Verstärkungsmaßnahmen.
Das Problem fortschreitenden Versagens von Konstruktionen steht heute im Mittelpunkt des Ingenieurhochbaus. Gründe dafür sind verschiedene durch Mensch und Natur verursachte Unfälle, die alternde Infrastruktur und die damit verbundenen katastrophalen Folgen. Im vorliegenden Beitrag wird die Wirksamkeit unterschiedlicher Verstärkungsmaßnahmen zur Verhinderung des fortschreitenden Versagens bei zweidimensionalen biegesteifen Stahlrahmen untersucht. Die Verstärkungsmaßnahmen werden für eine Reihe von biegesteifen Stahlrahmen unterschiedlicher Höhe und Ausführung betrachtet. Dazu wird die Finite-Elemente-Methode unter Berücksichtigung von materiellen und geometrischen Nichtlinearitäten verwendet. Die Untersuchungsergebnisse zeigen, dass reale, vergleichbare Stahlrahmen-Konstruktionen, die als zweidimensionale Baugruppen analysiert wurden, unterschiedlichen Versagensmechanismen unterworfen sind und dass eine allgemeine Verstärkungsmaßnahme nicht für alle Versagensmechanismen angewendet werden kann.