Расчет общей устойчивости внецентренно и центрально сжатых и при изгибе метал. колонн, определение коэффициента фи, фи_е, фи_b, Сmax, C, гибкости коло

Аналога данного расчета изначально нигде не нашел, в том числе на данном сайте в Download. Ни в одном расчете не определяется весь спектр коэффициентов (см. ниже) с проверкой процента использования! А тем более нет расчётов с возможностью просто выбирать нужный профиль, а не забивать отдельно каждую характеристику (лямбда;, mef, A, Ix, Iy, ix,iy и т.д.). Также все файлы, проверенные мною в Download по расчету коэффициента фи_b либо не считали, либо считали не верно (правда таких файлов всего два в Download)! К тому же все имеют на компьютере Excel, но не всегда под рукой спецпрограмма (Lira 9, СКАД). Поэтому считаю что такой расчет должен быть.
Данный расчет оформлен в Excel (для 2010 сохранен в формате .xlsx, для 2003 - в форматах .xls и .xlm - если надо другой говорите, а то я не в теме).

В файле выполняется полный расчет колонн на общую устойчивость согласно СП16.1330.2011 при трёх видах состояний:
1. Расчет на общую устойчивость внецентренно сжатых колонн.
2. Расчет на общую устойчивость при центральном сжатии.
3. Расчет на общую устойчивость при изгибе.
Расчет каждого из них производится одновременно на одном листе сразу относительно оси Х и относительно оси Y, а также и их комбинации, позволяя сразу делать проверку по всем трем состояниям.

Автоматически вычисляются следующие коэффициенты и характеристики:

1. e - эксцентриситет приложения силы.
2. р - ядровое расстояние сечения.
3. m - относительный эксцентриситет.
4. лямда_u - предельная гибкость колонны по СП16.13330.2011 по табл.32.
5. альфа=(A*Ry*фи_е)/N - коэффициент по СП16.13330.2011 по табл.32.
6. лямбда - фактическая гибкость колонны по осям Х и Y.
7. лямбда*(E/Ry) ^0.5- условная гибкость колонны по осям.
8. Аf/Aw - отношение площадей полки и стенки.
9. n - коэффициент влияния формы сечения.
10. mef- приведенный относительный эксцентриситет.
11. фи_е - коэффициент устойчивости колонны при внецентренном сжатии в одной плоскости относительно осей Х или Y.
12. альфа, бета;, С - коэффициенты при расчете устойчивости колонны из плоскости действия момента.
13. Сmax - коэффициент при непрерывном подкреплении полок и без.
14. фи_еху - коэффициент устойчивости колонны при внецентренном сжатии в двух плоскостях.
15. фи - коэффициент при центральном сжатии (по формулам (8) и (9) из СП16.13330.2011).
16. фи_b - коэффициент устойчивости из плоскости действия момента при изгибе.
17. сигма/Ry - процент использования сечения колонны при центральном и внецентренном сжатии в плоскости и из плоскости действия момента, и при изгибе.
18. альфа_х - центр изгиба.
19. Iw, It, омега; - секториальный момент инерции Iw, секториальная координата омега, момент инерции при свободном кручении It.
20. фи_b, альфа;, кси;, фи_1 -полная таблица расчета коэффициента устойчивости при изгибе фи_b и всех его промежуточных коэффициентов альфа, кси;, фи_1 у консольной и балочной схем для любого варианта комбинаций вида нагружения, места приложения нагрузки, пояса, к которому приложена нагрузка, и расположения раскреплений, что позволяет визуально оценить наиболее невыгодный вариант (наименьший коэффициент). С помощью списков выбирается нужный.
21. Сх и Су - коэффициенты учета пластической стадии работы материала для коробчатых и трубчатых сечений.
22. дельта_х и дельта_у - коэффициенты для коробчатых и трубчатых сечений.
23. лямда_uw и лямбда_uf. Для коробчатых сечений также выполняется проверка местной устойчивости стенок и полок при центральном сжатии: вычисляются предельная гибкость стенки и полки лямбда_uw и лямбда_uf. Возможно с помощью кнопки учесть коэффициент (фи*RyА)^0.5. В случае если гибкость стенки или полки превышают допустимую, вычисляются уменьшенные размеры сечения hd, bd, и уменьшанная площадь сечения Ad с последующей проверкой коэффициента использования сечения сигма/Ry.
24. Вычисление геометрических характеристик для сварных двутавров с двумя и одной осью симметрии, для сварной коробки и тавра.
25. Возможно выбирать - учитывать пластическую стадию работы материала или нет.
26. Можно задавать случайный или дополнительный эксцентриситет по осям X и Y.

Расчет выполняется для следующих видов профилей:

1. СТО АСЧМ 20-93. Двутавры с параллельными гранями полок (Б), (Ш), (К).
2. ГОСТ 26020-83. Двутавры с параллельными гранями полок (Б), (Ш), (К), (ДБ) и (ДШ).
3. ГОСТ 8239-89. Двутавры с уклоном полок.
4. ГОСТ 19425-75* Двутавры специальные (С) и (М).
5. ГОСТ 8240-97 Швеллеры с уклоном полок (У) и (С).
6. ГОСТ 8240-97 Швеллер с параллельными гранями полок (П), (Э) и (Л).
7. ГОСТ 30245-2003. Труба квадратная
8. ГОСТ 30245-2003. Труба прямоугольная
9. Труба СВАРНАЯ. Расчет коробчатого сечения по задаваемым параметрам ширины и толщины составляющих листов.
10. ГОСТ 10704-91. Трубы (круглые) электросварные. Прямошовные.
11. Круглая труба, задаваемая через диаметр сечения и толщину стенки.
12. ТУ 14-2-685-86. Тавры колонные (КТ) и широкополочные (ТШ).
13. СВАРНОЙ равнополочный двутавр с отгибами и без отгибов на поясных листах.
14. СВАРНОЙ неравнополочный двутавр с отгибами и без отгибов на поясном листе.
15. СВАРНОЙ ТАВР.

Приведена детальная справка по вычислениям на пункты СП 16.13330.2011, узнать необходимое можно наведя курсор на нужный элемент и информация появится в виде примечания.
В левом верхнем углу выбирается допустимая гибкость колонны как основной (гибкость 120-150), второстепенной (150-180) и прочая (гибкостью 200).
Если какая то позиция не выполняется, например, процент использования сечения сигма/Ry выше 100% или гибкость элемента лямбда превышает предельную лямбда_u, то ячейка высвечивается красным (розовым) цветом, при этом предельно допустимые значения (например, предельная гибкость лямюда_u) указываются желтым цветом.
Просто задав значения продольной силы N и моментов Мх и Му, на которые будет производится расчет, нужно перебирать желаемый профиль из выпадающего списка, пока не будет красных ячеек. Быстрый перебор любого профиля позволяет быстро подобрать оптимальное решение, обеспечивающее надёжность по устойчивости, и дает возможность экспериментировать.
Коэффициенты вычисляются посредством отдельных таблиц со своими исходными данными (ячейками), на которые она ссылается (эти ячейки в свою очередь берут данные из общих исходных ячеек), поэтому можно любую таблицу легко использовать как отдельный элемент, даже вырвав ее из общего файла. Например, сделав копию файла, можно удалить всё, кроме таблицы коэффициента устойчивости при изгибе фи_b, и получится файл расчета фи_b по заданному профилю и другим параметрам. Или также оставить только таблицы коэффициента влияния формы сечения n;, или коэффициентов альфа, бета, С, Сmax.
Можно добавить любой профиль (например, гнутый швеллер, двутавры, трубы и швеллера по другим ГОСТам), заменив таблицы сортамента (находятся внизу каждого листа) и, если надо, подправив верхнюю таблицу ( с параметрами выбранного профиля), где нужен только выпадающий список и в каждой ячейке функция ВПР( ) от Excel.
В архиве файл расчета в Excel 2010(сохранен в формате .xlsx - если надо другой говорите)и аналогичное описание файла в Word (2003), отдельно папка для расчета в Excel 2003 в форматах .xls и .xlm (смотрите в папке примечание в Word).


Обновление 30.05.2013:
1. Убрал опечатку в примечании, которую пропустил, и все таки сделал коэффициент альфа главы 10 СП16.13330.2011 в зависимости от только коэффициента фи или фи_е (до это было в зависимости от общих сжимающих напряжений, т.е от процента использования сечения, потому что показалось странным что не учитываются в СП напряжения при вычисление альфа при расчете из плоскости или при mef>20), чтобы формально не нарушать СП. Но могу вернуть прежний вариант, если надо.
Обновление 30.05.2013:
1. Добавил по просьбе СТО АСЧМ 20-93. Двутавры с параллельными гранями полок (Б), (Ш), (К).
2. А также сделал то что хотел, но забыл, чтобы для неравнополочных двутавров если толщина отгибов равна d=0, то размеры отгибов а1 и а2 принимались в расчетах равными 0, и наоборот , а1 и а2 равны 0, то d=0 (чтобы постоянно все три параметра вручную не обнулять, а только толщину d).
3. Добавил в архив файл расчета в Excel 2003 в форматах .xls и .xlm и примечание в Word (обязательно посмотрите в папке примечание в Word; и нужна проверка открываемости в Excel 2003).
4. Подправил для квадратных труб значение Сх, не интерпалировало для значения Af/Aw=1
Обновление 01.06.2013.
1. Исправил опечатку в примечаниях к гибкости лямбда (почему-то напечатал радиус инерции в квадрате), (к расчетам не имеет никакого отношения, там все нормально было).
Обновление 10.06.2013:
1. Поправил неверное примечание к расчету коэффициента фи_b для тавров и неравнополочных двутавров - забыл удалить часть примечания, которая относилась к определению коэффициента n=I1/(I1+I2), и для тавров равняющегося n=1, и написанная еще до того как СП16.13330.2011 была обнаружена опечатка (она была исправлена еще до выкладывания в Download, а вот примечание забыл удалить), где в числителе стояло не I1, а It, в результате чего получалась полная несуразица с определением фи_b. Из-за этого и была написана часть примечания, где говорилось что тавры будут рассчитываться из предположения что n=1.
После исправления опечатки необходимость в этом примечании для тавров и неравнополочных двутавров отпала.
(к расчетам никакого отношения не имеет, там все отлично было и есть).
Обновление 07.07.2013:
1. Перенес расчет прокатных труб и сварных труб на разные листы по отдельности, чтоб не загромождали.
2. Добавил пояснений к неравнополочным двутаврам для большей ясности.
3. Поправил коэффициент фи для задаваемой круглой трубы - было как для сечения типа b, а надо для типа а. (получалось немного в запас).
Обновление 25.08.2013:
1. Подправил коэффициент сх и су для круглой задаваемой трубы (лист 11) - они считались как для квадратной трубы, где они получали значения в пределах от 1.04 до 1.26, а должны были быть постоянными и равняться всегда 1.26, из-за этого немного в запас получалось.

Буду очень рад комментариям, критике и пожеланиям!