Проверка локальной устойчивости стержневых элементов является одной из важнейших проверок, необходимых для обеспечения надежной работы строительных конструкции. Без этой проверки не обходится практически ни один расчет. В то же время, каждый расчетчик знает, сколько неопределенности таит в себе эта проверка. Проблема связана с тем, что для ее выполнения для каждого стержня проверщик должен задаться так называемой "расчетной длиной". Как правило, программные комплексы способны выдать этот параметр (расчетная длина является побочным продуктом проверки общей устойчивости конструкции). Но очень часто вычисленные значения оказываются за пределами разумного. В частности, для слабо нагруженных стержней программа может выдать огромные величины, не укладывающиеся ни в какие естественные представления о природе данной проверки. Аналогичная ситуация происходит, если в конструкцию "затесался" какой-нибудь слабый стержень, теряющий устойчивость значительно раньше, чем вся конструкция (вырожденная форма потери устойчивости). В этом случае программа вычисляет параметры устойчивости всех остальных стержней, ориентируясь на это найденное заниженное критическое значение, выдавая полный абсурд.
Практика показывает, что реально вычисленными программой значениями расчетных длин можно воспользоваться не более, чем для 5-10% стержневых элементов, входящих в конструкцию. Для остальных элементов расчетчик должен обращаться к различным справочникам и нормам, которые далеко не всегда охватывают все возможные случаи. К сожалению, разобраться в данной ситуации, понять, когда можно воспользоваться данными, предоставляемыми расчетом, или следует обращаться к справочникам, может только очень опытный проектировщик. Поэтому проверка локальной устойчивости стержневых элементов часто напоминает гадание на кофейной гуще.
Физически расчетная длина стержня - это расстояние между парой соседних нулей на эпюре моментов стержня, подверженному продольному изгибу. Этим, считается, произвольный стержень как бы приводится к шарнирному с обоих концов стержню. Чтобы вычислить расчетную длину отдельного стержня достаточно решить для него задачу продольного изгиба о собственных значениях при известных условиях на границе стержня. В последнем условии и состоит главная проблема нахождения расчетных длин - для простейших типов закрепления стержня (шарнирно опертый, консольный и т.д.) эти условия хорошо известны, в то время как для произвольного стержня, являющегося элементом большой конструкции, это непростая задача. В общем случае, для того, чтобы установить влияние остальной части конструкции на стержень требуется процедура, эквивалентная по затратам одному статическому расчету. Понятно, что если конструкция достаточно большая, то задача становится практически неподъемной. Поэтому, чтобы хоть как-то приблизится к решению этой задачи, идут на ухищрение - делают расчет общей устойчивости конструкции, пропорционально меняя усилия во всех ее элементах. В результате одного такого расчета получают критическую силу для каждого элемента конструкции, закрывая глаза на то, что граничные условия на концах конкретного стержня обеспечены реакцией ослабленной конструкции - чем больше усилия в элементах конструкции, тем слабее она сопротивляется сдвигам и поворотам. Как следствие этого - расчетные длины всегда получаются завышенными.
В рамках настоящего проекта разработан уникальный алгоритм, позволяющий очень быстро находить расчетные длины всех стержневых элементов конструкции, соответствующие реальному напряженному состоянию. Т.е. для каждого стержня учитывается реальный отпор оставшейся части конструкции при фактическом напряженном состоянии. Благодаря такому подходу исчезает проблема "огромных расчетных длин". Расчетные длины могут быть вычислены независимо друг от друга для обеих главных осей сечения. Понятие "расчетная длина" совершенно естественным образом может быть распространено на ненагруженные, и даже растягиваемые элементы. Вычисленные расчетные длины могут быть автоматически переданы на стадию проверки и подбора сечений, что позволяет практически полностью автоматизировать эту процедуру.