Анализ устойчивости рам без учета классификации по возможности поперечных смещений

Расчетные длины колонн при расчете стальных рам определяются в зависимости от типа рамы - с возможностью поперечного смещения или при отсутствии такового. Классификация рам по этому признаку зависит от жесткости конструкции рамы и условий ее закрепления и выполняется эмпирически. Изменение типа рамы в соответствии с этой классификацией ведет к значительному изменению расчетных длин ее колонн, что влечет за собой изменение критической нагрузки, влияет на размер сечения колонн и общую материалоемкость конструкции рамы. Для того чтобы избежать неопределенности эмпирической классификации, предлагается определять критическую нагрузку рамы при помощи нелинейного расчета, а расчетные длины колонн уточнять, исходя из формы потери устойчивости. Предлагаемый метод проиллюстрирован примерами расчета жесткой и связевой рам. Полученные усилия в колоннах первого этажа сравнены с критическими нагрузками отдельно стоящих колонн. Выполнено сравнение расчетов по методике норм США с использованием классификации рам и предлагаемому нелинейному методу. Результаты сравнения подтверждают значительные расхождения в критической нагрузке для связевых и жестких многоэтажных рам.

Analysis of frame buckling without sidesway classification

The effective buckling length of a column in a steel frame depends on the sidesway of the frame. The classification sidesway - no sidesway of a frame depends on all members of the frame and is made on an empirical basis. A change of class leads to large changes in the effective column length, and thus affects the buckling load and the economy of the column design. In order to avoid the uncertainties of the empirical classification, it is proposed to determine the buckling load of the complete frame with a nonlinear analysis. The method is illustrated with an unbraced and a braced frame, which are analyzed for hinged as well as fixed columns at ground floor level. The forces in the columns at buckling of the frames are compared to the buckling loads of the single columns. The design of high-rise steel frames against buckling by sidesway - no sidesway categorization has been compared to the buckling analysis of the frames as a whole with nonlinear models. The results confirm the large differences between the buckling loads of braced and unbraced high-rise frames, which are well known from analytical solutions for simple portal frames.