Научный доклад ID 2778 : 2026/1

Тази статия изследва в детайли влиянието на ефекти от втория ред, известни още като геометрични нелинейности и често представяни чрез p Δ ефекта, върху хоризонталната носимоспособност на стоманобетонни колони. Тези ефекти възникват от взаимодействието между аксиалните (нормални) сили и страничните премествания, което води до допълнителни моменти, способни значително да намалят устойчивостта на стройни конструктивни елементи. Разбирането на тяхното въздействие е от съществено значение за надеждната оценка и проектиране на колони, подложени на комбинирани вертикални и хоризонтални натоварвания, особено в мостовото инженерство, където подобни условия са чести.

За да се оцени мащабът на тези нелинейни явления е проведена серия от нелинейни статични анализи, използвайки два независими софтуерни продукта, базирани на метода на крайните елементи - ETABS и SOLVIA. Първоначалното изследване е насочено към колона с височина 6 m, представляваща елемент с относително ниска стройност. Генерирани са капацитетни криви за модели със и без отчитане на ефектите от втория ред, което позволява директно сравнение на получената хоризонтална носимоспособност. За тази конфигурация наблюдаваните разлики са минимални, което показва, че геометричните нелинейности имат ограничено влияние, когато стройността на колоната е малка и страничните премествания остават малки до умерени.

За да се изследва допълнително чувствителността на поведението на колоната към стройността е анализиран допълнителен модел с височина 16 m, използвайки ETABS. В този случай увеличената височина води до значително по големи странични премествания при хоризонтално натоварване, усилвайки p Δ ефекта. Сравнението между двата подхода на моделиране показва намаляване от приблизително 10% в срязващата сила в основата, когато ефектите от втория ред са включени. Този резултат подчертава съществената роля, която геометричните нелинейности могат да играят при високи или стройни колони, където дори умерени аксиални натоварвания могат да увеличат страничните деформации и да намалят общата устойчивост.