[jevgeni_korniltsev]

Здравствуйте,
имеется однопролетная балка HEA 280 с фланцевым соединением посередине и вертикальной сосредоточенной нагрузкой. Нижний ряд болтов работает на растяжение. Болты снизу работают на срез. Проектировщик утверждает, что зная момент растягивающие усилия можно найти разделив момент на расстоние от оси болта до верхнего среза двутавра (200 мм).
Это якобы является точкой поворота.
Я же всю жизнь думал, что точка поворота балки в центре, от чего болты находящиеся на оси не испытывают ни сжатия, ни растяжения. А растягивающие усилия можно найти разделив момент на расстояние от оси балки до оси болтов (80 мм)
Пожалуйста подскажите, что является верным?
Схема в приложении

[eilukha]

Сообщение от jevgeni_korniltsev зная момент растягивающие усилия можно найти

Сообщение от jevgeni_korniltsev А растягивающие усилия можно найти

- в чём?

Сообщение от jevgeni_korniltsev Расчет фланцевого фрикционного соединения балок

- так.

[Cfytrr]

Если болты по поясу не затянуты (фрикционное соединение) то они вообще не работают. Пока в них чернота будет выбираться весь момент схватит фланец.

[Vavan Metallist]

Сообщение от jevgeni_korniltsev зная момент растягивающие усилия можно найти разделив момент на расстоние от оси болта до верхнего среза двутавра

Такой подход это типа применение метода предельного равновесия. В принципе имеет место быть, но это получается, что на узле уж слишком хотят сэкономить и в нем изначально допускают пластики, податливости и пр. Есть смысл? Узлы наоборот стоит проектировать с бОльшим (конечно, разумным) запасаом, нежели все сечение.
По поводу расчета: есть методика "руководства" - вполне себе хорошая и для такой хренотени применима на ура.

[jevgeni_korniltsev]

Сообщение от Vavan Metallist По поводу расчета: есть методика "руководства" - вполне себе хорошая и для такой хренотени применима на ура.

если не сложно, можно пожалуйста ссылочку

Сообщение от Cfytrr Если болты по поясу не затянуты (фрикционное соединение) то они вообще не работают. Пока в них чернота будет выбираться весь момент схватит фланец.

Затяжка 40% от допустимого для болта

Сообщение от eilukha ообщение от jevgeni_korniltsev зная момент растягивающие усилия можно найти Цитата: Сообщение от jevgeni_korniltsev А растягивающие усилия можно найти

Влияющее на нижний ряд болтов

[eilukha]

Сообщение от jevgeni_korniltsev Влияющее на нижний ряд болтов

- тогда момент/высота двутавра.

[Бахил]

Сообщение от jevgeni_korniltsev растягивающие усилия можно найти разделив момент на расстоние от оси болта до верхнего среза двутавра

Совершенно верно. Только так и надо определять. Правда запас будет большим.

[slava_lex]

При расчете ФС на болтах без преднапряжения в Скаде получал что сжатая зона практически полностью концентрируется в зоне полки. Т.е можно заменить напряжения прижатия равнодействующей проходящей через ц.т верхней полки и если учитывать только при расчете на момент только работу накладки (в запас) без труда составить уравнение равновесия.

[Левша]

На мой взгляд, узел не очень удачный:
1. Применять для нижней накладки болтовое соединение - это скверно по причине податливости последнего, и, чем больше будет разница между диаметрами болта и отверстия, тем больше будет эта податливость. В начале загружения балки вступят в работу болты фланца и до исчерпания своей несущей способности будут нести прилагаемую нагрузку. Потом в узле образуется пластический шарнир, начнется просадка узла пока болты накладки не выберут "черноту" и не вступят в работу). При большой высоте балки и малой разнице диаметров просадка может быть и небольшой, но она неизбежно появляется, если, конечно, не заменить болты на заклёпки (что у нас не практикуется) или не перейти на сварку.
Это не только мои умозаключения - есть печальный практический опыт .
2. Обычно в стыках применяют накладки по стенке вместо трудоёмкого и проблематичного фланца.
Конечно, можно подобрать соответствующие параметры фланца, но тогда фланец в большинстве случаев будет иметь совсем другой вид, да и накладка не понадобится. Иными словами, хотите избежать просадки в узле, меняйте узел.

[jevgeni_korniltsev]

Сообщение от Левша На мой взгляд, узел не очень удачный: 1. Применять для нижней накладки болтовое соединение - это скверно по причине податливости последнего, и, чем больше будет разница между диаметрами болта и отверстия, тем больше будет эта податливость. В начале загружения балки вступят в работу болты фланца и до исчерпания своей несущей способности будут нести прилагаемую нагрузку. Потом в узле образуется пластический шарнир, начнется просадка узла пока болты накладки не выберут "черноту" и не вступят в работу). При большой высоте балки и малой разнице диаметров просадка может быть и небольшой, но она неизбежно появляется, если, конечно, не заменить болты на заклёпки (что у нас не практикуется) или не перейти на сварку. Это не только мои умозаключения - есть печальный практический опыт . 2. Обычно в стыках применяют накладки по стенке вместо трудоёмкого и проблематичного фланца. Конечно, можно подобрать соответствующие параметры фланца, но тогда фланец в большинстве случаев будет иметь совсем другой вид, да и накладка не понадобится. Иными словами, хотите избежать просадки в узле, меняйте узел.

Фланцевое соединение имеет место быть поскольку было требование оцинкованной балки, а полная длина балки не влезает в ванну для цинкования. И это уже готовое изделие которое прогнулось под нагрузкой.
По факту уже от 50% загрузки балки, расчетный прогиб 21 мм был превышен на 14 мм и достиг 35 мм.

По расчету получилось, что несущая способность 6 нижних болтов работающих на срез составит 423,6 kN, а 2 нижних болта работающих на растяжение 176,5 kN

Сообщение от Бахил растягивающие усилия можно найти разделив момент на расстоние от оси болта до верхнего среза двутавра

Таким образом растягивающее усилие составит 425,7 kN

Проектировщик утверждает, что так как сумма 423,6 и 176,5 kN больше чем растягивающее усилие 425,7 kN то с его стороны расчет выполнен верно. Но как вы писали проблема именно в пластичном шарнире и за счет комбинации болтов срез+растяжение он еще не сломался, хотя просадка образовалась и показала те самые 35 мм прогиба. (расчетная длина однопролетной балки 8800 мм, т.е 2 куска по 4400 мм)

Сообщение от Бахил Совершенно верно. Только так и надо определять. Правда запас будет большим.

А как посчитать, что бы показывало адекватныеусилия, а не с запасом? Почему нельзя брать от оси балки до до оси болта? Ведь угол поворота будет одинаковым, что в оси балки, что в срезе верхней полки. А болты в центре балки по идее вообще не воспринимают ни растягивающие ни сжимающие усилия.

Просто если я возьму в расчет расстояние 80 мм (от оси балки до оси болта) то и растягивающее усилие будет 1010 kN, что является превышением суммы 423,6 и 176,5 kN, а значит при нагружении 100% нагрузкой узел просто сломается.

[Старый Дилетант]

Сообщение от jevgeni_korniltsev Фланцевое соединение имеет место быть поскольку

До последнего момента воспринимал этот бредовый узел со срезными болтами по полке как неудачную шутку или фейк.
В советское время англичане осуществляющие шеф-монтаж оборудования на одном из объектов, сказали, что русские строители хуже диверсантов.
Похоже, наши диверсанты-проектировщики хотят переплюнуть строителей.

Узел возможно мог быть более-менее работоспособным при идеальном изготовлении,контролируемой затяжкой болтов и фрикционной работой соединения с листовой накладкой, либо с болтами повышенной точности с рассверловкой отверстий на монтаже. При этом фрикционное соединение должно выполняться после затяжки фланцев.

1. Если болты нормальной точности, то только выбор зазора, прежде чем болты включатся в работу может дать прогиб балки в несколько см.
2. Фланцевые соединения требовательны к точности изготовления, в частности соприкасающиеся поверхности должны фрезероваться в сборе.
Неперпендикулярность фланцев может дать перелом оси балки в месте стыка и соответственно перемещение узла (прогиб или выгиб)
Искривление (выпуклость) поверхности фланца может изменить положение центра вращения.

Если хотите исправить ситуацию, опишите подробнее конструкции - размеры, пролеты, что куда опирается и т. д. Количество таких стыков
Неплохо приложить фото.

[Левша]

Сообщение от jevgeni_korniltsev Просто если я возьму в расчет расстояние 80 мм (от оси балки до оси болта) то и растягивающее усилие будет 1010 kN, что является превышением суммы 423,6 и 176,5 kN, а значит при нагружении 100% нагрузкой узел просто сломается.

Балка не сможет повернуться вокруг центра тяжести. Поворот будет где-то возле верхней точки касания.
Чтобы понять принцип работы, нужно вспомнить, что в растянутой зоне может появляться зазор, а вот в сжатой зоне металл в металл не войдёт. Обжатие будет, но на доли микрона. Образуется момент - пара сил. Одна сила расположится по оси болтов, вторая теоретически где-то в центре тяжести сжатой зоны. Но и теоретически и практически она расположится где-то в зоне верхнего пояса.
Как справедливо заметили выше, установка высокопрочных болтов могла бы помочь, только они обычно меньше несут, значит, возможно, потребуются дополнительные отверстия и накладки. Кроме того, нужна обработка контактных поверхеостей, но тут, как я понимаю, нужно спасать положение. Также необходим плотный контакт фланцев в районе верхних поясов.
Ошибка проектировщика не в расчете болтов, а в выборе узла, точнее - соединения в узле.

[Sh_gvaz]

Я думаю , ваш проектант верно определил плечо момента . Проверил задачу в МКЕ . Болты не были предварительно затянуты .
В задаче рассматриваются 2 балки HEA280, которые соединены фланцевым соединением (t=15mm) , как у вас
(шаг по вертикали) . Общая длина 1 м . Конструкция консольная .
К концу консоли приложена 1т . Суммарное усилие верхней пары - 2.4т , средней 400кг , нижней 200кг . На картинке выводы .

[Бахил]

Сообщение от jevgeni_korniltsev А как посчитать, что бы показывало адекватныеусилия, а не с запасом?

По гипотезе плоских сечений.

[jevgeni_korniltsev]

Сообщение от Старый Дилетант До последнего момента воспринимал этот бредовый узел со срезными болтами по полке как неудачную шутку или фейк. В советское время англичане осуществляющие шеф-монтаж оборудования на одном из объектов, сказали, что русские строители хуже диверсантов. Похоже, наши диверсанты-проектировщики хотят переплюнуть строителей. Узел возможно мог быть более-менее работоспособным при идеальном изготовлении,контролируемой затяжкой болтов и фрикционной работой соединения с листовой накладкой, либо с болтами повышенной точности с рассверловкой отверстий на монтаже. При этом фрикционное соединение должно выполняться после затяжки фланцев. 1. Если болты нормальной точности, то только выбор зазора, прежде чем болты включатся в работу может дать прогиб балки в несколько см. 2. Фланцевые соединения требовательны к точности изготовления, в частности соприкасающиеся поверхности должны фрезероваться в сборе. Неперпендикулярность фланцев может дать перелом оси балки в месте стыка и соответственно перемещение узла (прогиб или выгиб) Искривление (выпуклость) поверхности фланца может изменить положение центра вращения. Если хотите исправить ситуацию, опишите подробнее конструкции - размеры, пролеты, что куда опирается и т. д. Количество таких стыков Неплохо приложить фото.

Однопролетная балка 8800 мм на которую действует комплекс сосредоточенных нагрузок от оборудования. Шарнирное опирание, по центру узел соединения. К сожалению нет фото, приложил схему (немного корявая, нагрузки в kN)

----- добавлено через ~10 мин. -----

Сообщение от Левша Балка не сможет повернуться вокруг центра тяжести. Поворот будет где-то возле верхней точки касания. Чтобы понять принцип работы, нужно вспомнить, что в растянутой зоне может появляться зазор, а вот в сжатой зоне металл в металл не войдёт. Обжатие будет, но на доли микрона. Образуется момент - пара сил. Одна сила расположится по оси болтов, вторая теоретически где-то в центре тяжести сжатой зоны. Но и теоретически и практически она расположится где-то в зоне верхнего пояса. Как справедливо заметили выше, установка высокопрочных болтов могла бы помочь, только они обычно меньше несут, значит, возможно, потребуются дополнительные отверстия и накладки. Кроме того, нужна обработка контактных поверхеостей, но тут, как я понимаю, нужно спасать положение. Также необходим плотный контакт фланцев в районе верхних поясов. Ошибка проектировщика не в расчете болтов, а в выборе узла, точнее - соединения в узле.

Я так понимаю что спасти положение может только установка подпорки под центр рамы. Сейчас прогиб рамы составляет 35 мм, при нагрузке 50% от расчетной. Согласно расчетной 100% нагрузки прогиб должен был составить 22 мм.

[Snajper]

Сообщение от jevgeni_korniltsev Однопролетная балка 8800 мм на которую действует комплекс сосредоточенных нагрузок от оборудования. Шарнирное опирание, по центру узел соединения. К сожалению нет фото, приложил схему (немного корявая, нагрузки в kN) ----- добавлено через ~10 мин. ----- Я так понимаю что спасти положение может только установка подпорки под центр рамы. Сейчас прогиб рамы составляет 35 мм, при нагрузке 50% от расчетной. Согласно расчетной 100% нагрузки прогиб должен был составить 22 мм.

Если у вас нагрузки в кН, то Ваша балка по прочности используется на 30% всего.
Прогиб скорее всего образовался от "выбора черноты" отверстий под болты, т.к. нет преднатяга.
Процесс скорее всего уже исчерпал себя и теперь "включаться" болты и дополнительная осадка прогнозируемая +20мм максимум.
Если оборудование ваше позволяет сделать выверку, то сделайте, если нет, то "подпирайте" стойкой и домкратьте.

[Старый Дилетант]

Сообщение от jevgeni_korniltsev Однопролетная балка 8800 мм на которую действует комплекс сосредоточенных нагрузок от оборудования. Шарнирное опирание, по центру узел соединения. К сожалению нет фото, приложил схему (немного корявая, нагрузки в kN)

Я правильно понял, что балка имеется вне перекрытия в единственном экземляре, часть оборудования смонтировано и значит узел доступен для осмотра со всех сторон?
Хотелось бы знать, как балка раскреплена из плоскости, диаметр и класс болтов.


В этом случае предлагаю.

1. Освидетельствовать узел (микроскопом, лупа, штангенциркуль, щуп), определив место и плотность контакта, зазоры, перекосы и пр.
Замерить положение узла по вертикали, обратив внимание на точночть измерений - зафиксировав точки замеров.
2. Если есть возможность, демонтировать оборудование. Замерить изменение прогиба и пр.

Можно испытать балку.
В принципе, если изготовление и монтаж проведены на высоком уровне и отклонения незначительны, есть вероятность того, что узел придет в то состояние, когда точка поворота оказалась в том месте, где предполагали проектировщики.
Возможно несущая способность балки будет обеспечена, но при большом прогибе в результате податливости узла.

Решение принять по результатам освидетельствования.
Может поддомкратить и просто поставить прокладки или (и) заменить болты на высокопрочные или что-либо еще.