[Orson]

Добрый день. По заданию заказчика в раме металлокаркаса балки опираются сверху на колонну (рис 1). В расчетах металлических узлов Лиры, кометы, BASE жесткий узел сопряжения колонны с балкой решается так как показано на рисунке 2. Вопрос возник следующий: в чем отличие 1-го и 2-го варианта решения этого узла? Какой надежнее? Почему?

[vik123]

В первом случае неразрезная балка опирается на колонну шарнирно. Во 2-м - жесткое крепление балки к колонне.
При наличии вертикальных связей каркаса здания 1-й случай мне нравится больше. Усилие в колонне должно быть меньше... кажитьс )
2-й случай лучше при отсутствии вертикальных связей каркаса связей лучше.
Ну а вообще подумать надо ), всю схему посмотреть..

[Tvorec]

Сообщение от Orson Вопрос возник следующий: в чем отличие 1-го и 2-го варианта решения этого узла?

Здесь нужно смотреть в комплексе сразу по нескольким параметрам.
1. Если балка ставится сверху на колонну, то она не передает момент на колонну, в таком случае в расчете колонны не нужно учитывать этот момент - только от ветра, соответственно момент на фундамент меньше - что при сложных слабых грунтах имеет значение - т.к. сильно придется тогда увеличивать фундамент в размерах в направлении момента, да и осадки у грунта большие будут, что дает крен фундамента (читай - поворот) - а какая же это жесткая заделка, если позволяет поворот? (правда можно сделать шарнир в фундаменте)
2. Жесткая рама статически неопределима, если будет осадка фундаментов и раму перекарежит, то в такой раме будут дополнительные усилия, т.к. карёжит сначала балку - а узлы у нас жесткие - и балка тянет за собой колонну, колонна гнется и т.д.
3. Однако при шарнирном сопряжении колонны с балкой, и жесткой заделкой колонны в фундаменте - у такой колонны мю-2 (смотри СП 53-102-2004 "Общие правила проектирования стальных конструкций, табл. О.4 строка 1), если надо уменьшить, тогда ставим связи по колоннам - будет мю=1.
У жестких же рам мю зависит от жесткости и длины колонны и ригеля - в СНиП II-23-81* раздел табл. 17.а - и может быть меньше мю<2.
4. В жестких рамах в ригелях усилия меньше, но разрезные балки проще считать.
5. Насчет надежности - ну шарнирном узле балок по верху колонн накосячить тяжелее, ставить проще. Плюс можно не боятся расслоя металла как в жестком узле. Динамики не боится.
6. Колонны меньше могут получаться при шарнире (без момента).
И многое другое.

[crosandr]

Сообщение от Orson Какой надежнее?

Понятие надежности весьма относительно, смотря какой критерий выбрать за основной (см. #3)
При боковом примыкании необходимо поставить ребра в колонне

[Orson]

Ну понятно. Главное разобрался, что в первом случае узел шарнирный, во втором случае узел может быть и шарнирным и жестким ( в зависимости от конструкции) всем спасибо за объяснения.

[ZVV]

И в первом и во втором случае узел можно сконструировать и шарнирным и жестким.

[Orson]

По мне, так в первом случае можно сконструировать лишь шарнирный узел сопряжения колонны с многопролетной балкой. Либо вводить дополнительные ребра до тех пор, пока первый вариант узла не начнет напоминать конструкцию второго..

[Tvorec]

Сообщение от Orson По мне, так в первом случае можно сконструировать лишь шарнирный узел сопряжения колонны с многопролётной балкой.

(1) Если вспомнить расчетную схему, то она строится только из осей элементов и опор, при этом опирание для шарнирного узла только в одной бесконечно малой точке - один стержень для шарнирно подвижной (только по оси y) и два стрежня - для шарнирно неподвижной (по осям x и y). Жесткая же связь моделируется тремя стержнями - два по оси Х (уже две обобщенные точки закрепелния, разнесенные с определенным плечом) и один по оси y.
(2) К чему всё это - к тому что при шарнирном узле при прогибе балки ее концы стараются приподняться (нужно для поворота опорного сечения, т.к. в реальности опора не бесконечно малая точка, а площадка длинною L, и поворот осуществляется вокруг точки края площадки - а остальная опорная часть балки приподнимается).
(3) А теперь представь, что мы имеем балку пролетом 6м - вроде пока нормально - но мысленно дадим ей длину опирания с каждой стороны по 1м, при этом нижний пояс приварим к площадке опирания непрерывным швом вдоль всего 1м. Опорный конец такой балки не сможет приподняться (для "поворота" поперечных сечений), в итоге опорное сечение у самого начала опирания балки не испытывает поворот --> а значит его удерживают --> значит возникает удерживающий момент --> это уже заделка
(вообще заделка у балок характеризуется отсутствием поворота опорного сечения).
(4) А если представить схематично ( в расчетной схеме), то те самые 1м сварного шва на опоре можно представить так: поделить шов пополам по 0.5м - и вместо каждой из половины вводится связь по оси z - а две связи по оси z и есть обозначение жесткой заделки.

Сообщение от Orson Либо вводить дополнительные ребра до тех пор, пока первый вариант узла не начнет напоминать конструкцию второго..

1. Как один из вариантов - наложение треугольных косынок на опоре с боков на колонну и балку, косынки доводятся до верхнего пояса балки (смысл в том, чтобы перемещения балки тянули за собой колонну - как это и делается в жестких узлах).
2. Вариация 1-ого варианта - треугольные косынки привариваются к нижнему поясу балки (косынки пошире - все чтоб увеличить длину опирания - как в описанном выше).
3. Аналогом 2-го является введение подкосов (правда здесь скорее такую балку считать как шарнирно опертую неразрезную многопролетную балку).
4. Ну если уж перечислять по формальному признаку опирания сверху балки - то это соединение на фланцах - это если угол колонны и балки срезать под углом 45 градусов (как в оконных рамах делают углы - градусы можно и меньше или больше в зависимости от угла стыка колонны и балки), и собрать даже хоть на болтах - этот стык равносилен одному сечению, общему как для балки, так и для колонны - с передачей через него N, Q, M - то есть жесткий узел.
5. Наверное есть и другие варианты - пока не вспомнил (всех объединяет одно - обеспечение совместности перемещений - читай поворотов - сечения колонны и сечения балки в "опорном" узле)

[Марат 1985]

Можно и в Robot Structural Analysis Professional 2013 рассчитать)))

[Orson]

На сколько я помню Робот считает только по еврокоду. По крайней мере, расчет стальных узлов я нашел только по еврокоду =) а так программа конечно шикарная

[Марат 1985]

Ты ошибаешься)))

[piratos]

Что бы это значило. Может вы знаете как подключить Российские нормы в Роботе?

[Марат 1985]

Извиняюсь за неправильны ответScad вот там и посчитайте

[piratos]

Сообщение от Марат 1985 Извиняюсь за неправильны ответScad вот там и посчитайте

SCAD??? Может быть в Ваших словах есть доля ошибки! Почему доля? Потому что Вы имели ввиду скорей саттелиту SCADa - Комета 2? Или же вы предлагаете создавать оболочечные КЭ и с помощью нахождения напряжений каким-то образом конструировать узлы?