От подкрановых балок стальные колонны отличаются большим разнообразием возможных форм сечения. Рассмотрим некоторые вопросы оптимизации сплошностенчатых колонн двутаврового сечения, сквозных колонн с решеткой, а также безраскосных колонн.
При проектировании колонн двоякосимметричного двутаврового сечения оптимизации подлежат четыре основных параметра: размеры стенки и поясов (полок). Как и в случае подкрановых балок, будем выполнять оптимизацию поясных листов для каждой пары возможных фиксированных размеров стенки, предполагая, что выполняются условия ее местной устойчивости. При этом, обратите внимание на то, что все инструменты должны храниться в специальных несессерах оптом покупать которые намного выгоднее.
Конечно, для каждого конкретного сочетания расчетных усилий и длин, размеров стенки и марки стали положение этих ограничений в плоскости координат будет меняться.
Первые три ограничения (прочность, устойчивость в плоскости и из плоскости) характеризуются тем, что с увеличением ширины полки ее толщина может быть уменьшена. В то же время ограничение по прочности в большинстве случаев не является решающим, поэтому оно наиболее удалено от границы допустимой области сочетания параметров. Наконец, рассматривая взаимное расположение двух ограничений по устойчивости, нужно отметить, что чем меньше ширина полки, тем более решающим состоянием будет устойчивость из плоскости изгиба, а с увеличением ширины полки приоритет решающего состояния будет все более переходить к устойчивости в плоскости изгиба.
Что касается двух оставшихся ограничений (гибкость и устойчивость полки), то здесь нужно отметить следующее. Поскольку размеры стенки зафиксированы, то изменение размеров полки оказывает незначительное влияние на гибкость колонны в плоскости изгиба, поэтому мы рассматриваем ограничение по гибкости из плоскости изгиба. Приближенно можно считать, что гибкость колонны из плоскости изгиба не зависит от толщины полки, поэтому соответствующее ограничение изображено прямой, параллельной оси t. Кривая, изображающая ограничение по устойчивости полки, получена из следующих соображений: при малой гибкости предельные соотношения параметров полки становятся постоянными, при увеличении же гибкости (и соответствующем уменьшении ширины полки) нормами допускается увеличение отношения ширины полки к ее толщине.
27 июля 2013
