[sibedir]

Имеется схема

Необходимо найти расчетную длину верхней и нижней частей ступенчатой колонны раскрепленной в середине от смещения.
Расчет произвожу по приложению И СП 16.13330.2011 (СНиП II-23-81 актуализированный).
Вот расчет
Расчетные длины.zip
вот схемы стоек


Вопрос: Правильно ли произведен расчет?

Вся загвоздка в том, что для верхней части колонны имеется податливое раскрепление от горизонтального сдвига как в верхнем так и в нижнем узлах. Такой схемы в приложении нет. Но это если рассматривать стойку с точки зрения земли. А если "сесть" на верхний узел, то относительно него сдвиговая жесткость нижнего узла станет рассчитываться, как последовательно расположенные податливые раскрепления.

А это уже третья схема табл. И.1 только перевернутая

Но это я так считаю, а хотелось бы услышать и мнение других.

[Leonid555]

sibedir, у вас ферма и балка опираются на крайние колонны шарнирно. Средние стойки имеют шарниры на обоих концах. Вы забываете о том, что расчетная длина стержней зависит не только от геометрии схемы, но и от нагрузок. Об этом еще Ясинский писал. Если у вас крайние стойки нагружены одинаково и работают на пределе несущей способности, то помогать друг другу они не будут (самим бы удержаться!).
Балка и средние стойки не способны препятствовать ни повороту (балка шарнирно крепится к крайней колонне) ни горизонтальному смещению крайних колонн (средние стойки свободно качаются на своих шарнирах на обоих концах). Ну вот выпучатся крайние колонны обе в одну сторону и что тогда? Чем могут этому помешать вот эта балка и средние стойки? Ничем!
Вот и получается, что расчетные длины крайних колонн надо определять как для одноступенчатых стоек, заделанных внизу и свободных вверху. А вы что-то сильно мудрите.

[IBZ]

Сообщение от Leonid555 Вот и получается, что расчетные длины крайних колонн надо определять как для одноступенчатых стоек, заделанных внизу и свободных вверху. А вы что-то сильно мудрите.

Боюсь, что этого не достаточно . Средние, шарнирно-опертые стойки, не только не помогают, но и ухудшают работу крайних колонн, создавая так называемую "толкающую" силу. Для такой расчетной схемы лучшим вариантом является расчет по программам.

[Leonid555]

sibedir, ваша "средняя" рама ( балка и две средние стойки) сама по себе стоять не может, т.к. является геометрически изменяемой системой (во всех узлах шарниры). При малейшем щелчке или действии горизонтальной нагрузки эта рама будет стремится завалиться и этому препятствуют только крайние колонны. Вот и возникнет толкающая горизонтально направленная сила (точнее - силы, т.к. на обоих концах балки они возникнут) и балка будет воздействовать на крайние колонны. Об этой силе уже сказал IBZ. Воздействие этой силы может вывести крайние колонны из состояния равновесия и они могут потерять устойчивость. Все эти рассуждения выходят за формальные рамки СНиП или СП (а вы именно так обозначили тему), но они необходимы для полного понимания работы конструкции.
Если вы не академическую задачу решаете, а ведете реальное проектирование, то вашу конструкцию нельзя признать удачной.

[sibedir]

Вот и получается, что расчетные длины крайних колонн надо определять как для одноступенчатых стоек, заделанных внизу и свободных вверху.

Впринципе пока так и делаю. m1 = 3.65, m2 = 2.60. Lef1 ~ Lef2 ~ 17 м. В итоге "общее" m какбы 1,5. Ну чтож вполне реально.
Но хотел бы сделать одно замечание. Прошу прощения, но я забыл сказать, что в уровне перекрытия имеется монолитное ЖБ перекрытие. Кровля так же имеет диск жесткости в виде профлиста и связей. Получается что для того, чтобы выполнялось условие

Если у вас крайние стойки нагружены одинаково и работают на пределе несущей способности, то помогать друг другу они не будут (самим бы удержаться!).

одновременно потерять устойчивость должны как минимум половина колонн
Но вас я понял. 3 мнения ПРОТИВ, ни одного ЗА. Что же выбрать? : )

Средние, шарнирно-опертые стойки, не только не помогают, но и ухудшают работу крайних колонн, создавая так называемую "толкающую" силу.

При малейшем щелчке или действии горизонтальной нагрузки эта рама будет стремится завалиться и этому препятствуют только крайние колонны

А можете уточнить, откуда берется эта "толкающая" сила. Может есть смысл ее дополнительно задать в РС. На сколько я понимаю это неточность вертикальной установки промежуточных стоек.


P.S.: Проект реальный. И нам его не только проектировать, но и строить.

[IBZ]

Сообщение от sibedir в уровне перекрытия имеется монолитное ЖБ перекрытие. Кровля так же имеет диск жесткости в виде профлиста и связей. Получается что для того, чтобы выполнялось условие одновременно потерять устойчивость должны как минимум половина колонн

Диска покрытия или перекрытия не достаточно. Дополнительно должно соблюдаться условие разной нагрузки на колонны при одинаковости их сечения. Частично (про одноэтажные рамы) об этом говорится в п. 10.3.6 СП 16.13330.2011. Есть, правда, еще и пункт 10.3.7., но в Ваш случай с 2-мя этажами и "толкающими" стойками он никак не вписывается. Да и применим он по большому счету (если представлять теорию расчета на устойчивость) только для крановых зданий, где колонны заведомо нагружеы в расчетном случае по разному.

Тут, правда, возможен еще случай наличия поперечных вертикальных связей по торцам или чаще. Вот тогда можно смели считать крайние колоннны закрепленными вверху от смещения, но и тогда из-за средних колонн в СП-шный случай Вы все равно е попадаете .

Сообщение от sibedir можете уточнить, откуда берется эта "толкающая" сила. Может есть смысл ее дополнительно задать в РС. На сколько я понимаю это неточность вертикальной установки промежуточных стоек.

Рамки форума этого никак не позволяют. Приведу бытовую аналогию: Вы тащите домой "повисшего" на Вас "вдрызг" пьяного не стоящего на ногах приятеля. В какую сторону изменится в этом случае устойчивость этой "системы" по сравнению с Вашей личной устойчивостью? Почитать об этом явлении (не транспортировки домой пьяных ) можно в книге А.Ф. Смирнова, А.В. Александрова и др. "Строительная механика. Динамика и устойчивость сооружений", в издании 1984 это стр.304.

Сообщение от sibedir P.S.: Проект реальный. И нам его не только проектировать, но и строить

В принципе ничего страшного в этой схеме нет. Но расчет с использованием программ тут обязателен. Не, ну можно, конечно, и вручную по классической теории .

[Ильнур]

Сообщение от sibedir

можете уточнить, откуда берется эта "толкающая" сила. Может есть смысл ее дополнительно задать в РС.

Сообщение от IBZ ...Рамки форума этого никак не позволяют....

Да все просто же.
1. Средняя колонна теряет устойчивость как элемент от шарнира до шарнира, при этом из-за приобретения кривизны появляется обыкновенное Q, и соответственно реакции опор. На практике кривизна есть с самого начала, и на опорах поперечная реакция тоже есть всегда. Она небольшая, и передается крайней колонне.
2. Такая же примерно картина и для крайней колонны - т.е. есть кривизна уже от "своего" продольного изгиба. Значит верхняя опора средней колонны смещается вслед за ригелем, и поперечные реакции увеличиваются из-за отклонения от вертикали средней колонны. Эта реакция также передается крайнюю колонну.
3. И т.д.
4. Вычислить усилие воздействия колонн друг на друга можно расчетом по деформированной схеме. И задать ее в РС (видимо расчетное сочетание) нельзя, т.к. расчет нелинейный.

[sibedir]

Средняя колонна теряет устойчивость как элемент от шарнира до шарнира, при этом из-за приобретения кривизны появляется обыкновенное Q, и соответственно реакции опор.

Ни в коем случае. К расчетной схеме нельзя прикладывать усилия возникающие от расрушния (в данном случае потери устойчивости) одного из элементов (если конечно не ставится задачи конструирования особо ответственного сооружения с высокой обеспеченостью несущей способности). Не потому, что нельзя, а потому, что разрушения быть не должно.
Или я вас не правильно понял? Ильнур, поясните пожалуйста.
А вообще с мю для средней колонны проблем нет. Она по любому = 1.

4. Вычислить усилие воздействия колонн друг на друга можно расчетом по деформированной схеме. И задать ее в РС (видимо расчетное сочетание) нельзя, т.к. расчет нелинейный.

Рассчитать каркас по деформированной схеме можно (я кстати расчеты на SCAD'е делаю). Но это не даст нам мю.

Диска покрытия или перекрытия не достаточно

П. 10.3.6 СП 16.13330.2011 как раз и говорит нам о том, что при наличии ДЖ расчетную длину можно уменьшить на корень отношения относительной разности усилий и относительной разности жесткостей. Для одинаковых сечений и высот колонн наихудшим случаем является одновременное их загружение максимальной нагрузкой. Но даже в этом случае мю_ef = мю. В остальных случаях (когда другие колонны нагружены на на max) мю_ef всегда < мю.

Кстати

Приведу бытовую аналогию: Вы тащите домой "повисшего" на Вас "вдрызг" пьяного не стоящего на ногах приятеля. В какую сторону изменится в этом случае устойчивость этой "системы" по сравнению с Вашей личной устойчивостью?

Да, моя утойчивость уменьшится. Я стану работать на сжатие с изгибом и моё фи уменьшится по сравнению с фи для чистого сжатия. Но моя расчетная длина (а следовательно и мю) останутся неизменны.
И в приведенном примере один из элементов системы уже потерял устойчивость, а этого допускать нельзя. Если хоть одна из колонн потеряет устойчивость, то рухнет и всё здание. Но если колонна стоит, то она раскрепляет соседние колонны ч/з ДЖ. Пусть и не много (в СНиП'ах для этого подобные коэффициенты всегда в корне да еще и нижнее ограничение имеют).

Вобщем, опять не поймите меня привратно. Я понимаю ваши опасения, поскольку сам испытываю такие же. Да и кто из нас не задает коэффициент расчетной длины всегда с запасом. Только получается что СНиП разрешает, но никто не пользуется.

------------------------------------------------------------------------------------------------
И еще

Тут, правда, возможен еще случай наличия поперечных вертикальных связей по торцам или чаще. Вот тогда можно смели считать крайние колоннны закрепленными вверху от смещения, но и тогда из-за средних колонн в СП-шный случай Вы все равно е попадаете .

IBZ, поясните пожалуйста на счет "поперечных вертикальных связей по торцам или чаще".

[Нитонисе]

Сообщение от sibedir Ни в коем случае. К расчетной схеме нельзя прикладывать усилия возникающие от расрушния

Думается речь шла не о разрушающих нагрузках, а о допустимых. Ведь даже при них на крайние колонны передастся некая нагрузка от внутренних колонн в результате деформирования (некритического) системы.

Сообщение от sibedir поясните пожалуйста на счет "поперечных вертикальных связей по торцам или чаще".

Кажется имелись ввиду связи в плоскости рамы. В этом случае верх крайних колонн будет несвободен.

[IBZ]

Сообщение от sibedir А вообще с мю для средней колонны проблем нет. Она по любому = 1.

Весьма распространенное заблуждение, хотя при реальных конструкциях обычно "прокатывающее"

Сообщение от sibedir Если хоть одна из колонн потеряет устойчивость, то рухнет и всё здание.

Совсем даже не обязательно. Не факт, что рухнет даже колонна, потерявшая устойчивость

Сообщение от sibedir Да и кто из нас не задает коэффициент расчетной длины всегда с запасом. Только получается что СНиП разрешает, но никто не пользуется.

Так то оно так, только сплошь и рядом получается, что человеку (не понимающего механизма определения Мю) кажется, что он задал в запас, а на деле ... . Постоянно сталкиваюсь с этим на экспертизах. А чем Вы в рассматриваемом случае можете воспользоваться, что разрешает СНиП? Я такой возможности (по крайней мере прямой, опять же без понимания основ) не усматриваю.

Сообщение от sibedir IBZ, поясните пожалуйста на счет "поперечных вертикальных связей по торцам или чаще".

Представьте, что у Вас всего 3 рамы: одна центральная свободная, а две торцевых связевые. При таком раскладе при наличии диска с любой его реализацией (настил, связи, монолит) верхняя точка средней колонны вполне обосновано может считаться горизонтально-раскрепленной. Есть диск перекрытия, попадаюший в узлы вертикальных связей - есть и второе горизонтальное раскрепление.

Какое расстояние может быть между связевыми рамами в общем случае сказать не представляется возможным - все зависит от жесткости диска и вертикальных связей.

Повторяюсь: задайте расчет на устойчивость от РСН в Скаде (обязательно по плоской схеме), определите расчетные длины и проверяйте заданные сечения.

[sibedir]

Весьма распространенное заблуждение, хотя при реальных конструкциях обычно "прокатывающее"

Блин, ну я извиняюсь, но просто требую пояснить. Может вы имеете в виду наличие в реальности малой жесткости даже у простого шарнирного опирания?

Совсем даже не обязательно. Не факт, что рухнет даже колонна, потерявшая устойчивость

Ну эт понятно. Но вариант потери устойчивости я не рассматриваю впринципе. Ее не должно быть при реальной эксплуатации. Скажет заказчик предусмотреть возможность разрушения одной из колонн (допустим от перегруза) будем считать.

А чем Вы в рассматриваемом случае можете воспользоваться, что разрешает СНиП? Я такой возможности (по крайней мере прямой, опять же без понимания основ) не усматриваю.

Ну так вот мне и нужно знать, правильно ли я произвел преобразование схемы работы стойки приведя ее к СНиП'овской?

Повторяюсь: задайте расчет на устойчивость от РСН в Скаде (обязательно по плоской схеме), определите расчетные длины и проверяйте заданные сечения.

Хорошо. Но если что - подсобите? Для меня это ново.

[таи]

Сообщение от IBZ задайте расчет на устойчивость от РСН в Скаде (обязательно по плоской схеме), определите расчетные длины и проверяйте заданные сечения.

Так как тут все сложно...в теме и Автор ни как не может решиться на элементарный расчет в скаде..

То хочу "усложнить" задачу... во Frameworke (определение расчетной длины производится программно, за одно сразу устойчивость по Эйлеру определяется и вместе с этим учетом получаем напряжения, которые не превышают заранее оговоренное расчетное сопротивление марки стали (245Н/мм2, 255 Н/мм2, 345Н мм2 или что вы там хотите или с учетом поправочных коэффициентов) - включаем опцию подбора оптимального сечения из сортамента и за один проход программы сразу получаем сечение, которое необходимо для стойки или ригеля конкретной рамы - и это все.
Offtop: А то скад ...скад...

[sibedir]

за один проход программы сразу получаем сечение, которое необходимо для стойки или ригеля конкретной рамы

Вот я бы тут тоже поржал. Но мама с папой меня хорошо воспитали.

задайте расчет на устойчивость от РСН в Скаде

Может это кто-нибудь проверить?
Рама.zip

-----------------------------

Хм. У меня получилоь, что расчетная длина К1 - 36м, а К2 - 44м. Я что, что-то не так ввел?
Может кто-нибудь подсказать или литературу посоветовать? Как это в SCAD'е правильно делать? А то у меня по SCAD'у только стандартное руководство пользователя, а там про устойчивость как-то скупо написано. А в универе такого вообще не давали.

[таи]

Offtop:

Сообщение от sibedir Но мама с папой меня хорошо воспитали.

воспитание оно как бы здесь и не к чему... А вот образование явно требуется...

[IBZ]

Сообщение от sibedir Блин, ну я извиняюсь, но просто требую пояснить. Может вы имеете в виду наличие в реальности малой жесткости даже у простого шарнирного опирания?

Требуйте, не требуйте. пояснить в рамках форума не cмогу (может Ильнур ). Могу только сослаться на конечный результат: смотрите схему И.3. рекомендованного приложения И СП 16.13330.2011. Там при 2-х шарнирных узлах (а=0) и достаточной линейной податливости одного из них Мю равно отнюдь не 1. Аналогичная схема есть в Пособии - таблица 23 пункт VIII (тут даже наглядней).

Сообщение от sibedir Ну так вот мне и нужно знать, правильно ли я произвел преобразование схемы работы стойки приведя ее к СНиП'овской?

Нет, не верно - к СНиПовскому случаю ее свести нельзя. До вторника посмотреть программный расчет не смогу - дома Скада нет.

Сообщение от таи за один проход программы сразу получаем сечение, которое необходимо для стойки или ригеля конкретной рамы - и это все. Offtop: А то скад ...скад...

И что, потом по СНиПу не проверяете, полагая достаточности Эйлера ? Ну-ну ...

[Leonid555]

Сообщение от sibedir Цитата: IBZ: Весьма распространенное заблуждение, хотя при реальных конструкциях обычно "прокатывающее" sibedir: Блин, ну я извиняюсь, но просто требую пояснить. Может вы имеете в виду наличие в реальности малой жесткости даже у простого шарнирного опирания?

Дело в том, что ваши средние колонны вовсе не являются шарнирно опертыми стержнями с неподвижными шарнирами на концах (как в классической постановке задачи Ясинского, а именно он и ввел понятие расчетной длины стержней). Эти средние колонны имеют на верху шарнир упруго закрепленный от горизонтального смещения, т.к. верхние концы этих колонн крепятся к балке, а она крепится к крайним колоннам, которые вовсе не абсолютно жесткие. Эти крайние колонны сыграют роль некой пружины, удерживающей всю эту вашу "среднюю раму" от заваливания вбок. Так вот эту податливость на горизонтальное смещение верхних шарнирно опертых концов средних колонн надо учитывать при определении расчетной длины этих колонн. И коэф. мю там будет больше 1.

sibedir, посмотрел я вашу схему. Ну что сказать ... видно не учили вас схемы собирать. Не умеете вы это делать. Балки и колонны у вас с какими то загогулинами, шарниры как то , мягко говоря, странно стоят. И вы еще хотите при этом расчетные длины точнее определить? Ну хочется вам учесть, что колонна ступенчатая или, допустим, что балка реальную высоту имеет, так есть же для этого стандартные приемы построения расчетных схем - используются жесткие вставки или абсолютно жесткие тела (АЖТ). Все это хорошо описано, например, у Городецкого. Ну а если уж вы за SCAD ухватились так тогда читайте Перельмутера и Сливкера: "Расчетные модели сооружений и возможность их анализа". Только вот сдается мне что вы эти толстые книги со сложным содержанием и читать то не будете. Вам же все сразу подавай! Вы бы для начала на курсы по SCAD cходили, что ли. А уж потом на форуме вопросы то задавали. На форуме нет возможности читать лекции по строительной механике, а теперь еще и по расчетным программам.

PS Ну возьмите вы для начала книгу Габитов, Семенов "Вычислительный комплекс SCAD в учебном процессе" http://dwg.ru/dnl/2480 посмотрите как студенты схему промздания собирают.

Offtop: Я совершенно не удивлюсь если вы (с вашим то опытом!) уже ведущий инженер и рядом с вами нет и никогда не было опытного расчетчика. Но при этом вам поручают реальные расчеты и реальное проектирование объектов весьма отличающихся от торговой палатки или маленького сельского домика.

[alexfr]

а что все таки мешает просто защемить внизу средние колонны? или просто развязать их связями в плоскости рамы?

[таи]

Сообщение от IBZ И что, потом по СНиПу не проверяете, полагая достаточности Эйлера ? Ну-ну ...

Если значение использования сечения программа показывает, что менее Offtop: (с учетом Эйлера) 1/1,3 =0,769 то и беспокоиться совершенно нечего - проверено очень много раз... Да и понятно почему..
Но вот превышение этого значения требует уже тщательного рассмотрения вопроса - проходит или нет.

Кстати, Игорь Борисович, Вам, как металлисту, имеющему склонность к анализу плоских систем, Framework очень даже должна была бы понравится Offtop: (не верите мне поверьте ETCartmanу - это его пропаганда программы меня все таки достала).
При расчете плоских стержневых систем Скад и Лира, уверяю Вас,- отдыхают.
Впрочем, есть ли у Вас время, желание....ее заняться...возможно Вы и так уже все знаете...

Приложил пример внизу - программа сама подобрала мне профиль, сама же его и проанализировала по напряжениям с учетом гибкости по Эйлеру.
В ручную попробовал по СНиПу перейти на меньший с учетом расчета в Скаде и определением расчетной длины стойки. Не тут то было - все точно как в аптеке во Frameworkе.

[sibedir]

Требуйте, не требуйте. пояснить в рамках форума не cмогу (может Ильнур ). Могу только сослаться на конечный результат: смотрите схему И.3.

Блин, точно. А слона-то я и не приметил. СПАСИБО, уяснил. Буду внимательнее.

Нет, не верно - к СНиПовскому случаю ее свести нельзя.

Охотно верю. Но почему - не понятно.

До вторника посмотреть программный расчет не смогу - дома Скада нет.

Если не сложно, глянте кто-нибудь. К понедельнику нужно. Объект реальный, сроки тоже очень даже реальные, а особо-то и проконсультироваться не с кем. Есть у нас в городе конечно расчетчики достойные, но со временем в будние совсем напряженка. На это может пол дня уйти.

а что все таки мешает просто защемить внизу средние колонны?

Пойдет увеличение стоимости фундаменов. Фундаменты свайные. Под средние стойки при расчете стоимости НЦ были приняты одиночные буронабивные сваи с уширением, а придется переходить на пару свай на ростверке. Но если конечно ни чего не получится можно и так.

или просто развязать их связями в плоскости рамы?

Мешают технологи (они же заказчики). Они меня тут сегодня вообще порадовали. Связи, говорят, вообще убрать надо.

[alexfr]

ну сделай из двух средних колонн и срединного ригеля перекрытия раму с жесткими узлами вверху, шарнирными внизу, при очень большом желании - сделай приколонные стойки на крайнем ряду с зазором к высоким колоннам .
а лучше: сделай мощные колонны крайних рядов, защеми в фундаменте и слабой плоскостью поверни средние (или минимальное сечение по Iх подбери) - там момента на них окажется - 0.1т*м, если уж никак не можешь посчитать в СКАДе реальную расчетную длину

или - дополни схему жесткостями и продольными силами - там расчета на 15 минут - может кто и согласится посчитать