[МЕТОД]

Здравствуйте!

По конструктивным соображениям делаю расцентровку решетки в узлах опоры ЛЭП на 80-100 мм, чтобы все красиво влезло. Но Это в расчетной схеме вылазит в изгибающие моменты, которые требуют увеличения сечения на 1-2 размера по отношению к сечению. принятому по устойчивости.

Для примера возьмем ферму, см. файл. По условиям: N=-560 kN / lef=2.2m / C255 - можно принять 2L120x8. Добавляя сюда M=10.5kNm уже нужно 2L125x9. Это простой пример - для понимания, что моменты влияют.

Так вот - принимать ли эти моменты в учет, или махнуть рукой в сторону образования пластических шарниров и перераспределения усилий?

Ведь все-таки 80 мм. Как-будто мелочь. Хотелось бы пренебрегать.

Добавлю. В сериях на опоры ЛЭП на расчетных листах в поясах всегда М=0, хотя расцентровка в 80-100 мм есть...

Поделитесь, пожалуйста, опытом и соображениями)

[МЕТОД]

Tamerlan_MZO, это что-то новое. Для сжатых поясов по СНИПУ γс=0,9. Где Вы нашли про γс=0,75?

IBZ, для понимания геометрической неизменяемости я освежил память - см. файл (будет полезно тем, кто этого не знает). Получается, что я могу просто ввести шарниры в свою расчетную схему, соблюдая геометрическую неизменяемость? и сечение пояса подбирать по N?

Но что меня смущает - я подбираю сечение поясов не по прочности, а по устойчивости на сжимающую нагрузку N (прочность обеспечена). Если я добавлю момент, то как правило прочность все еще обеспечена, т.е. пластического шарнира не возникает, но при подборе сечения по устойчивости в плоскости действия момента - сечение получается бОльшим.

Т.е. - правильно ли мы размышляем о пластических шарнирах, если сечение подбирается по устойчивости при сохранении прочности?

+ Tamerlan_MZO натолкнул меня на мысль о фермах из одиночных уголков. В Пособии к СНИП по СТК есть такой раздел. См. файл. Там говорится про учет моментов от: внеузловых нагрузок, расцентровки и жесткости узла. Может это ответ на мой вопрос? Стоит ли его отнести к опорам ЛЭП? Ведь в Пособии на опоры ЛЭП об этом не говорится, и в то же время учет расцентровки дает ощутимый результат...

[ETCartman]

Практически где то учитывают, а где то - нет (просто сжатие с коэффициентом условий работы). В фермах с ГСП учитывают всегда. В башнях как правило нет (в тех что из одиночных уголков, там строго говоря еще стесненное кручение от внецентренного сжатия, если депланации стеснены). В фермах учитывают момент от внецентренной нагрузки.

[МЕТОД]

ETCartman, благодарю.

А есть ссылка на нормы / литературу про возможность не учета моментов в башнях?

[ФАХВЕРК]

Сообщение от МЕТОД Фахверк, расскажите подробнее и на упрощенном языке. Благодарю.

Да я вот имел предположение что из-за разности диаметров отверстия и болта возможен угловой поворот опорного сечения. О чём написал.
Но меня товарищ поправил. Указал на то, что там разница принимается 1 мм.

----- добавлено через ~46 мин. -----
Коллеги, где можно про пластический шарнир освежить? Мне определение простое нужно.

[IBZ]

Сообщение от МЕТОД BZ, для понимания геометрической неизменяемости я освежил память - см. файл (будет полезно тем, кто этого не знает). Получается, что я могу просто ввести шарниры в свою расчетную схему, соблюдая геометрическую неизменяемость? и сечение пояса подбирать по N?

Не совсем так. Озвученое в посте 19 условие геометрической неизменяемости является необходимым, но недостаточным. Оно означает, что если при возникновении пластических шарниров система становится изменяемой, то моменты должны быть учтены в обязательном порядке и сечение должно нести по всем "канонам" с их учетом. Если же система остается неизменяемой, требуется дополнительный анализ. В частности, в случае сечений не из уголков, для игнорирования моментов должны быть соблюдены соотношения высот сечений к длинам соответствующих элементов.

Сообщение от МЕТОД Но что меня смущает - я подбираю сечение поясов не по прочности, а по устойчивости на сжимающую нагрузку N (прочность обеспечена). Если я добавлю момент, то как правило прочность все еще обеспечена, т.е. пластического шарнира не возникает, но при подборе сечения по устойчивости в плоскости действия момента - сечение получается бОльшим.

Вообще говоря, Вы совершенно правы. По-хорошему следует проверить сечение на прочность и если оно не входит в пластику считать его с учетом моментов. Тут, правда, мы не знаем что именно учтено в коэффициентах условий работы - возможно, тут "сидит" и данный фактор. Думаю, однако, что это не так, поскольку раздел 16 СП предписывает учитывать изгибающие моменты совместно с коэффициентами условий работы. При этом природа изгибающего момента при проверке сечения не особо важна. Ну если моменты учитываются "по полной программе", а не приближенными методами.

[Бахил]

Всё гораздо проще.
В общем случае, если напряжения от момента не превышают 10% напряжения от силы, то сила увеличивается на эти проценты а элемент проверяется на продольный изгиб.
В противном случае на продольно-поперечный.

[ETCartman]

В американской практике кстати моменты от жесткости учитываются всегда (просто нет коэффициентов условий работы) Ну то на то приблизительно и выходит
Тут надо отметить что учет/не учет касается расчета на устойчивость. Если моменты значительные и напряжения от них высоки (напряжения балочые типа M/W+N/A) то учитывать их надо в расчете по прочности (но это уже не ферма - так проектировать не надо).
Сейчас в принципе все считается в программах и проще учесть моменты и расцентровки, чем не учесть.

[МЕТОД]

Спасибо всем за наводящие мысли.
Есть еще одна. Далее много текста.
В СП написано (п.16.2), что в пространственных сварных конструкциях из одиночных уголков по рисунку 15 б, г [это с не совмещёнными гранями, как поступать с другими решетками неясно…] (кроме концевых опор) [как поступать с концевыми опорами неясно…] с прикреплением раскосов с внутренней стороны полки пояса при Nmd / Nm <0.7 значение am и ad принимать:
при центрировании в узлах осей раскосов на обушок пояса am = ad = 1+0.12 * Nmd / Nm
При расчете конструкций на совместное действие вертикальных и поперечных нагрузок и крутящего момента, вызванного обрывом проводов или тросов, допускается принимать am = ad = 1,0 [наверняка там моменты возникают – но все же допускается].

Проверим и сравним с МКЭ.
Сделаем модель решетчатой башни 1*1*6 м в МКЭ. Пояса L100х7. Раскосы L50x5. Тип решетки – трегольная с не совмещёнными в смежных гранях узлами (по СП – рисунок 15 г). Решетка приваривается и центрируется на обушки. В МКЭ точная осевая схема, с получившейся расцентровкой 54 мм.
Получаем усилия.
Посчитаем по СП:
am=1+0.12*21.4/116=1,022. Т.е. всего лишь 2,2% дает эта разбежка.
Посчитаем в Кристалле на силу N =-116 kN. К устойчивость в плоскости XOU = 0.616.
Посчитаем в Кристалле на силу N =-116*1.022=118.6 kN. К устойчивость в плоскости XOU = 0.629.
0,629/0,616= 2,2%
Далее.
Посчитаем на усилия из МКЭ: N =-116 kN; Mu=0.20 kNm; Mv=0.23 kNm. К устойчивость с изгибом в двух плоскостях = 0.649.
0,649/0,629=5,4%
Далее.
Проверим формулу СП учитывая только эксцентричное приложение сил и не учитывая моменты.
Посчитаем вручную: N =-116 kN; МА=0,59 кНм => Mu=0.32 kNm; Mv=0.50 kNm.
К устойчивость с изгибом в двух плоскостях = 0.800.
0.800/0.629=27% (!).

И что из этого следует? )))
1. Возможно все это частный случай.
2. Формула СП дала 2%, а МКЭ 5%. Хоть это и малые величины для сравнения, но факт на лицо – СП требует дать некоторый запас своей формулой (2%), но он меньше чем получается по МКЭ – а значит СП дает послабление, зная что-то.
3. Если пойти просто по указанию СП про учет эксцентричного приложения продольной силы, без формулы СП, а вручную, то по полученным моментам получим 27% - что уже весьма отличается от 2%. Опять же напрашивается мысль, что своей формулой СП дает послабление, зная что-то.
4. Центрирование привариваемых раскосов на обушок – это та же расцентровка. При маленьком угле наклона она будет меньше, при большем – больше. В данном примере получилось 54 мм. СП дает четкий коэффициент к продольной силе, принимая что М=0. В то время как М не 0. Хотя формула только для некоторых типов решеток.
5. Для инженерных расчетов нужно на чем-то остановиться. Думаю так. Моменты в башнях трогать не хочется. Буду пользоваться п.16.12 СП (про коэффициенты am и ad). Думаю, что мои расцентровки 80-100 мм должны туда помещаться. В итоге, думаю, буду получать запасы 0…10%.
…А там, гляди, узнаю что-то новое и буду считать более правильно. Тема то неоднозначная.

[ETCartman]

Коэффициенты условий работы учитывают не только особенности упрощенного расчета, типа расцентровок, но и ряд других вещей (например возможность деформации при монтаже, случайных перегрузок или ответственный характер работы элемента для сооружения в целом - как в случае опорных раскосов). Это такая фишка в старом СНиПе. При расчете башен например в СКАДе надо еще учитывать такой момент что учет пульсаций для пространственной схемы (одна форма учитывается два раза) отличается от правильного не в сторону запаса (для правильного надо задавать степени свободы масс в направлении ветровой нагрузки). Лучше учесть и моменты и взять надлежащий коэффициент условий работы

[wvovanw]

МЕТОД, думаю лишним не будет http://elektropostavka.ru/tipovie-proekti-opor-vl/

[МЕТОД]

ETCartman , благодарю.
На текущей опоре я вижу, что я все равно делаю и буду делать реальную расцентровку в КЭ схеме и анализировать моменты. В т.ч. и от жесткости поясов. Но опять же - не по четкому алгоритму, а скорее интуитивно, допуская иногда небольшие перенапряжения.
wvovanw, благодарю. Да, этих серий уйма. И почти все они советские с методами тех лет.

[IBZ]

Сообщение от МЕТОД Да, этих серий уйма. И почти все они советские с методами тех лет.

Уж и не знаю в какой раз говорю - забудьте о сериях. Можно взять конфигурацию, сечения ... но расчет обязан присутствовать. Дествующие нормы, например, определяют коэффициент продольного изгиба для спаренных в тавр угоглков в размере до 9% меньшем, чем по СНиП.

[Ильнур]

Раздел 16.12 СП дает полную инструкцию, как считать с учетом расцентровок именно в специфике ОВЛ. Видимо, нужно просто правильно применить пункты этого раздела. И только потом сравнивать результаты СП с результатами МКЭ.
С учетом того, что СП в этом разделе не отличается от СНИП, то суть нужно постигать через:
Пособие по проектированию стальных конструкций опор воздушных линий (ВЛ) электропередачи и открытых распределительных устройств (ОРУ) подстанций напряжением свыше 1 кВ (к СНиП II-23-81*) ,
с примерами расчета.

[MrZdish]

Добрый день. В своей практике столкнулся тоже с уголками, но рассцентровка у них для болтов.
Стоит ли учитывать момент на болты при креплении элемента из уголка (или уголков в тавр) к балке (колонне), в виду наличия эксцентриситета от продольной силы, относительно Ц.Т. сечения. Ситуация следующая (случай виртуальный, это не проект, просто размышления):
Имеется связевой элемент из уголка (связь под наклоном как правило), которая крепится к балке через обычную фасонку, 2-3-4 мя болтами причем болты расположены по середине полки уголка а не по рискам. (см. 1й рисунок во вложении). Рассматриваемый случай пока реализован
в теплице, с идеальным примыканием, начальные погибы и трясущиеся руки монтажников и сверлильщиков пока не учитываются.

С одной стороны если руководствоваться тем, что говорят в большинстве такого рода ситуаций то, если есть эксцентриситет приложения усилия, то есть и момент, однако если поразмышлять.... и абстрагироваться от идеализированного понятия стержень, в рамках строительной механики,
то усилия в реальном мире передаются не через воображаемую ось проходящую где то по воздуху (для случая с уголком) а через
участок профиля (именно через мясо, его полку), то линия действия по которой передается усилие, как мне кажется будет отклоняться в сторону болтов, соответсвенно дополнительного момента именно на болты не появится. Кроме того, момент не появится из за того,
что место в которое подходит элемент из уголка не подвержено повороту, т.к. отношение изгибной жесткости несущего элемента
по отношению к жесткости уголка существенно больше. Поэтому скорее всего будет гнуть сам уголок а момента на болты не будет.

Далее я решил воспользоваться современными счетами и рассчитать рассматриваемую ситуацию используя твердотельное моделирование.
см. рисунок 2 во вложении, там представлена рассматриваемая ситуация)
Уголок L90х6 крепится к профилям 20Ш1, через фасонку t6. Усилие к такому кронштейну приложил на угад (с неба цифру взял 160 kN, несущая способность болтов на срез и смятие меня не интересует тут). На 3-м рисунке приведена схема рассматриваемой задачи с позиции твердотельного моделирования и просто стержневая конструкция.
Как видно, распределение осевых усилий не отличается как для стержневой, так и для
твердотельной геометрии (для начала хотябы тут совпало))))

Произведем подсчет усилий в болтах используя инструментарий счетов, на рисунке 4 показаны величины усилий в болтах и то, что
приходится на фасонку в итоге (пока только усилия на оси Z и Y). Если взять и сложить полученные усилия по оси Z
то получаем 78,4 kN+74.08 kN = 152.48 kN против 152.3kN, на ось Y равно 72.46 kN + 88.11 kN = 160.57 kN против 160.1 kN.
Как видно из полученных вычислений, проекции усилий на болты по осям равны усилиям, что приходят на фасонку в итоге.
(хотя было б очень странно если они б не были равны)))))))). Причем разница между проекциями усилий по болтам
не такая уж и большая, в реальных соединениях имеет место небольшая неравномерность распределения
усилий, что прослеживается и в численном эксперименте. Болты моделировались как спички, торцы которых объединены
перемещениями по поверхности отверстия (чернота пока не учитвается).

Далее произведем подсчет момента в заделке фасонки. За положительное направление примем вращение по часовой стрелке
и запишем сумму моментов относительно Ц.Т. фасонки см. рисунок 3 и 4-й (левая часть).
78,4 кН х 16,066 см + 74,08 кН х 11,724 см - 72,46 кН х 6,554 см - 88,11 кН х 2,413 см = 14.406 kNxm
Получим величину момента согласно расчета МКЭ (4-й рис. правая часть), которое равно 14,66 kNxm. В входе произведенных вычислений, можно сделать вывод, о том, что ПОКА ТОЛЬКО ДЛЯ КОНКРЕТНОЙ ситуации момент на болты учитывать не стоит. Потому как, если бы он был, то
в заделке у фасонки величина момента отичалась бы по отношению с тем, что был вычислен вручную.

Теперь смотрим далее, у нас есть еще эксцентриситет из плоскости сечения, следовательно по классике,
на фасонку из плоскости тоже должен действовать момент равный 220.1 kN x 2.43 см = 5.348 kNxм
Однако если воспользоваться счетами, то такой величины момента тоже не наблюдается в опорном сечении.
Там программа показывает величину 0.23 kNxм которая даже в порядок не укладывается с тем что посчитано руками.
По полученным результатом опять делаем вывод, что для данной ситуации классический подход не очень применим.
Для себя отсутствие момента из плоскости я обясняю тем, что рассматриваемая система является геометрически неизменяемой, следовательно
никаких перекосов и потусторонних поворотов в ней быть не может, т.к. балка завязана гор. связями и из плоскости ее не отклоняет. Как только я уберу связь горизонтальную с балки, то система превращается в механизм и вот тогда момент из плоскости появляется, т.к. система вся тогда держится на листике t6 который обязан из плоскости держать на себе всю эту конструкцию.

И тут я полностью запутался..... подскажите в чем я не прав, что было упущено?? Какие ситуации можно еще рассмотреть, чтоб уже наверняка. Пока я для себя хочу понять, ситуацию с болтами. С уголком там беда, его гнет... Но меня интересуют пока только болты, т.к. догрузка от момента для данной ситуации составляет 220,1kNx (4.5 см-2,43 см)/6 см = 75,93 kN и порой это доп усилие будет давать перебор по результирующей.

[MrZdish]

Для удобства обсуждения прикладываю inp файл, чтобы было можно воспользоваться геометрий и более подробно рассмотреть рассматриваемую задачу.

[Tyhig]

Если не ошибаюсь, этот эффект для уголков учтён понижением несущей способности узла через коэффициент условий работы.
Пособие к СНиП Стальные конструкции. Это для соединений уголка с фасонкой или чем-то.
Для фасонки сама толщина фасонок в сериях подбиралась с учётом этого дела, я т.д. Или должны быть расчёты или запас.

[Ильнур]

Сообщение от MrZdish Для удобства обсуждения прикладываю inp файл....

Да, очень удобно стало, как раз ABAQUS простаивает у всех.
Моменты от эксцентриситетов в болтовых соединениях не действуют на болты в нефрикционных соединениях, чернота отверстий огромна для таких "поворотов". В остальном это обычный моментик, можно учесть/не учесть. Уж из плоскости...
А в чем вопрос-то был собственно?

[MrZdish]

to Ильнур
Вопрос и был в том, что стоит ли учитывать момент на болтовую группу при смещении ее относительно ц.т. уголка, который
является не ферменным элементом, а просто обычная связь прикрепленная к балке или колонне через обычную фасонку.

К тому же, есть же нормали в которых для одиночных уголков нанесены риски, которые даже близко к ц.т. не расположены
и про учет этих моментов, что то нет в книгах (хотя мож я плохо искал).

Мне кажется момент на группу будет тогда, когда будет разница привязок по болтам в местах прикрепления, но то я проверю на днях и покажу чего вышло, хотя скорее всего его и там не будет.
Вот тогда то момент на группу болтов и может быть как Mb=Np x eb.
На это ж надо очень постараться, чтоб такое сотворить. Потом момент появится на болты, если фасонку в точке шарнирно
закрепить, чтоб она смогла поворачиваться, вот тогда тоже он появится.

У нас просто на работе возникла дискуссия на этот счет а у меня нет ни веса ни достаточного опыта, чтобы аргументировать свою позицию.
А на цветные картинки особо смотреть никто не хочет, т.к. никто в этом особо не понимает.
Как я понял хотя бы Вы тоже придерживаетесь данной т.з. касательно болтов.
Про то, что крутит уголок, то мне известно о том как раз и написано и в Гореве и в СП и в Пособии.

[Ильнур]

Сообщение от MrZdish ...Мне кажется момент на группу будет тогда, когда будет разница привязок по болтам в местах прикрепления

Почему это? Есть же каноны механики, согласно которым продольное усилие равномерно распределено по сечению сразу после места приложения (по принципам Сен-Венана). Т.е. равнодействующая N в уголке совпадает с ц.т. уголка на расстоянии примерно высоты уголка от болта (болтов). А болт - мимо. Вот и эксцентриситет. От этого - М. Он (М) был, есть и будет.
Другое дело, что для элемента оно разновлияемо. Например выгиб сжатого элемента "приближает" потерю устойчивости. Или например создаст изгибное допнапряжение.
А на болты этот момент практически не может влиять, ибо болт М20 сидит в отверстии ф23, и в обычной группе болтов вероятность того, что какой-то болт начнет дополнительно срезать, равна ~0.

[ФАХВЕРК]

Инфа к размышлению. Справочник Прицкера. https://dwg.ru/dnl/7734