Расчетные длины

С помощью этого режима решается задача определения расчетной длины элементов по рекомендациям раздела 6 СНиП II-23-81* (раздела 11 СП 53-102-2004, раздела 10 СП 16.13330, раздела 1.9 ДБН В.2.6-163:2010, раздела 13.9 ДБН В.2.6-198:2014), ШНК 2.03.05-13 и EN 1993-1-1. Поскольку проблема, по сути, является задачей строительной механики, использование рекомендаций Eurocode-3 не может считаться недопустимым. Результатом работы является величина коэффициента расчетной длины или значение гибкости элемента.

Основное окно содержит две страницы. На первой из них (Вид конструкции) реализуется выбор конструкции, подлежащей рассмотрению. Могут быть выбраны:

• отдельно стоящие колонны и стойки;
• колонны рам постоянного сечения (по СНиП, СП, ДБН и EN 1993-1-1. Eurocode-3);
• элементы пространственных решетчатых конструкций из уголков;
• ступенчатые колонны.

Предусмотренные пп. 6.1–6.4 СНиП II-23-81* (п. 11.1 СП 53-102-2004, п. 10.1 СП 16.13330, п.1.9.1-1.9.4 ДБН В.2.6-163:2010, п. 13.1-13.4 ДБН В.2.6-198:2014) решения для элементов ферм реализованы в режиме Фермы.

После выбора вида конструкции активизируется страница Параметры конструкции, конфигурация которой зависит от сделанного выбора.

При выборе вида конструкции Отдельно стоящие колонны и стойки появляется страница с изображением 25 возможных вариантов концевых закреплений.

Для варианта закрепления с идеализированными граничными условиями (нажата соответствующая кнопка) в поле Коэффициент расчетной длины появляется значение в соответствии с указаниями выбранных норм проектирования. При этом рассматриваются только случаи нагружения силой на конце.

Если выбраны концевые закрепления с упругими опорами относительно смещений или поворотов, то в соответствующих полях ввода необходимо задать числовую информацию о жесткости опор. Данные о жесткости упругих линейных опор задаются в T/м, а упругих поворотных опор в Т*м/рад. После нажатия кнопки Вычислить в окне результатов будет выдан ответ, полученный по формулам Пособия по проектированию стальных конструкций (к СНиП II-23-81*).

В некоторых схемах при недостаточно жестких закреплениях стойка может потерять устойчивость как жесткое целое. В таких случаях в качестве результата выдается значение, соответствующее наименьшей критической силе, реализующейся с деформацией элемента.

При выборе вида конструкции Колонны рам постоянного сечения и указания на тип рамы (свободная/несвободная и одноэтажная/многоэтажная) доступной становится страница Расчетные длины с изображением соответствующей расчетной схемы и полями ввода для задания необходимой информации. Задача решается только в плоскости рамы, рассматривается только вариант жесткого соединения ригелей с колоннами.

Набор рассматриваемых задач соответствует п. 6.10* и таблице 17,а СНиП II-23-81* (п. 11.3.3 и табл. 29 СП 53-103-2004, п.10.3.4 и табл. 31 СП 16.13330, п. 1.9.3.4 и табл. 1.9.8 ДБН В.2.6-163:2010 и табл. 13.8 ДБН В.2.6-198:2014). При этом считается, что все стойки рамы имеют одинаковую жесткость и загружены одинаковыми продольными силами. В связи с этим формула (71)* СНиП II-23-81* (формула (127) СП 53-102-2004, формула (146) СП 16.13330, формула (1.9.8) ДБН В.2.6-163:2010, формула (13.8) ДБН В.2.6-198:2014) не используется.

Следует также отметить, что при рассмотрении двухэтажных рам понятие «средний этаж» не должно использоваться, а в несвободных рамах результат не зависит от числа пролетов. Поэтому соответствующее поле ввода оказывается закрытым.

Поскольку у многопролетных свободных рам расчетные длины крайней и средней колонн разнятся между собой (это не учитывается напрямую), то рекомендуется следующий прием: для средних колонн решение отыскивается как для многопролетной рамы, а для крайних колонн используется решение для однопролетной рамы. Для однопролетных рам условно используются обозначения длин и жесткостей по левой стороне от рассматриваемой стойки.

Определение расчетных длин отдельных участков ступенчатых колонн, колонн из плоскости рамы и ветвей плоских опор транспортерных галерей не выполняется.

Если элементы рамы являются прокатными сечениями, то имеется возможность назначить их жесткость выбором из сортамента, нажав кнопку  . При этом появляется диалоговое окно Выбор профиля, в котором следует выбрать соответствующий профиль и нажать кнопку Применить для жесткости I_y или I_z.

Если на странице Вид конструкции выбраны Элементы пространственных решетчатых конструкций из уголков, открывается страница с изображением схем, предусмотренных п. 6.5 СНиП II-23-81* (п.11.2 СП 53-102-2004, п. 10.2 СП 16.13330, п. 1.9.2 ДБН В.2.6-163:2010, п. 13.2 ДБН В.2.6-198:2014). Выбор варианта конструктивного решения реализуется нажатием кнопки с изображением соответствующей схемы. Сечения элементов выбираются из сортамента кнопками: Пояс, Раскосы, Распорка. Для поясов и распорок допускаются только равнополочные уголки, пересекающиеся раскосы могут быть приняты из неравнополочных уголков, но при этом пред полагается, что они крепятся к поясу узкой полкой.

Для некоторых вариантов конструктивного решения с помощью группы кнопок предусмотрен выбор вида узла пересечения раскосов. Одновременно выбирается и вид усилия в подкрепляющем элементе в соответствии с таблицей 14* СНиП II-23-81* (таблицы 23 СП 53-102-2004, таблицы 25 СП 16.13330, табл. 1.9.2 ДБН В.2.6-163:2010, таблицы 13.2 ДБН В.2.6-198:2014, таблицей 7 ШНК 2.03.05-13) (рассматривается сжатый элемент, выделенный более темным цветом на пиктограмме).

Активизировав соответствующий маркер в группе Крепление решетки, необходимо выбрать одно из предлагаемых конструктивных решений. При этом предполагается, что это конструктивное решение относится к обоим концам элемента решетки. Конструкции, у которых, например, на одном конце крепление выполнено непосредственно к поясу, а на другом конце — через фасонку, в программе не рассматриваются.

При определении расчетных длин и гибкостей пространственных решетчатых конструкций из одиночных уголков в программе реализованы различные случаи использования жесткостных характеристик сечения (относительно главных осей инерции сечения, а также относительно конструктивных осей, параллельных полкам уголка) в полном соответствии с таблицей 13* СНиП II-23-81* (таблицей 22 СП 53-102-2004, таблицей 24 СП 16.13330, таблицей 1.9.1 ДБН В.2.6-163:2010, таблицей 13.1 ДБН В.2.6-198:2014, табл. К.1 приложения К ШНК 2.03.05-13).

Если выбран режим По рекомендациям Eurocode-3 для рам, на странице Параметры конструкции приводится схема с изображением рассчитываемой стойки в окружении примыкающих к ней ригелей и колонн.

Данные о длине стойки — L и ее жесткости — J задаются в одноименных полях ввода. Если стойка имеет прокатное сечение, то ее жесткость может быть введена автоматически после выбора сечения из сортамента (кнопка ).

В таблицу характеристик элементов окружения вносятся данные о длинах элементов, условия их примыкания (поворота) на противоположном от стойки конце, жесткости и значения сжимающей силы. При этом, если какой-либо из элементов отсутствует (не помечен в первом столбце таблицы), то соответствующие поля ввода данных будут закрыты.

Все расчеты выполняются в соответствии с рекомендациями приложения Е к EN 1993-1-1.

При выборе вида конструкции Ступенчатые колонны появляется страница Параметры конструкции с изображением 4 возможных вариантов концевых закреплений ступенчатой колонны:

1) с нижним защемленным концом и с верхним концом, свободным от закреплений;

2) с нижним защемленным концом и с верхним концом, закрепленным только от поворота;

3) с нижним защемленным концом и с неподвижным шарнирно-опертыми верхним концом;

4) с защемленными верхним и нижним концами.

В таблицах Нагрузки и Параметры участков, расположенных на этой же странице, пользователю предоставлена возможность ввести параметры участков ступенчатой колонны (моменты инерции сечений и длины, а также значения сосредоточенных сил, приложенных к верху участков ступенчатой колонны.

После нажатия кнопки Вычислить на этой странице будут вычислены коэффициенты расчетной длины (и расчетные длины) участков ступенчатой колонны, определенные в соответствии с требованиями выбранных норм проектирования.