[avk77]

Уважаемые коллеги!
Как определить натяжение гибких связей согласно действующим нормам? Речь об обычных связях покрытия, ветровых фермах, без особых воздействий в здании - кран и пр. - этого всего нет. Это нужно для грамотного диалога с экспертизой. Посмотрел похожие темы, но исчерпывающий ответ не нашел.
Есть много личных мнений и размышлений, это ценно, но ищу не то, ищу норматив (можно и европейский, кстати).
Ближе всего к ответу на вопрос книжка Катюшина, 2005 года, "Здания с каркасами из стальных рам...", раздел 6.9, о которой не раз писали в форуме (хотя это не норматив, конечно). Там предлагается методика учета натяжения, но не говорится о величине натяжения. А также есть серия 1.420.3-36.03 Каркасы стальные типа УНИТЕК. Выпуск 0-1, где предлагается либо не делать натяжение вообще, либо делать натяжение с силой 0,95 от расчетного воздействия в связи.
Не устраивает ни один вариант, поскольку все их можно критиковать, и все это не нормативы (хотя, пожалуй серия - это аргумент в экспертизе). Позволю себе только одно предположение. Если каркас с гибкими связями рассчитан без учета предварительного натяжения и усилия-деформации-перемещения находятся в допустимых пределах, то натяжение нужно минимальным, чтобы не было такой ситуации (даже мгновенной), когда обе гибких связи, образующих крест, не натянуты.
Тут же добавлю, что если считать правильным натягивать связи почти до их расчетных усилий, то согласно Катюшину и согласно здравому смыслу связи нужно проектировать на двойное расчетное усилие, что уже сильно неэкономично, но главное - сомнительно, что в этом есть необходимость, это сильно нагрузит узлы и основные стропильные конструкции.
Благодарю, если будут высказаны профессиональные мнения и советы - где же взять обоснованное и оптимальное натяжение связей.

[ETCartman]

Добработал расчетик выше - сейчас должен работать в Эксель без макросов. У меня экселя нет, просто сохранил xls из LibreOffice
На графике показано как раз как меняется отношение Et/E (то есть отношение касательного модуля упругости каната к модулю упругости материала оттяжки, как если бы она не провисала)
График после достижения значения порядка 0,8 имеет точку перегиба и асимптотически заворачивает к единице.
То я и хотел примерно сказать.
Если немного развить этот расчет, то можно построить график жесткости оттяжечного узла, как у Савицкого (нелинейно упругая опора для неразрезной балки - ствола мачты).
посмотрите - проверьте. можно обсудить че.

[Vavan Metallist]

Сообщение от ETCartman после достижения значения порядка 0,8 имеет точку перегиба и асимптотически заворачивает к единице.

Вот, а дальше развиваем мысль для практики: достигли мы канатом значения 0.8 - а перемещения все равно выше допускаемых. Что мы тогда делаем? Выход один - взять канат большего диаметра. И тогда уже не обязательно даже будет его тянуть к значению 0.8, возможно достаточно будет меньше, чтоб обеспечить непревышение допустимых значений деформаций и устойчивость. Тянуть дальше, "шоб наверняка" - значит догружать ствол мачты дополнительной продольной силой, что может ухудшить показатели по устойчивости и привести к увеличению сечений. То же самое касается и связей в каркасе - без надобности стягивая связи мы догружаем фундаменты, распорки. Если же следовать логике Ильнура - то надо взять попрочнее канат и помощнее натянуть - тогда при любых раскладах будем в дамках .

[Ильнур]

Сообщение от Vavan Metallist ... Хотя в одном я все таки уже не так уверен: возможно в связях по колоннам, где короткие тросики есть все таки смысл в большей преднатяжке. Тоесть в большем напряжении, чем в мачте...

Не примазывайся, ты уже свое сказал. И дело совсем не в напряжении, сколько мне нужно повторять? Дело в модуле упругости и соотношении сил.

для практики: достигли мы канатом значения 0.8 - а перемещения все равно выше допускаемых. Что мы тогда делаем? Выход один - взять канат большего диаметра. И тогда уже не обязательно даже будет его тянуть к значению 0.8, возможно достаточно будет меньше, чтоб обеспечить непревышение допустимых значений деформаций и устойчивость.

Разумеется, если канат изначально слаб. А если наоборот: достигли мы обеспечения жесткости, а 0,8 не достигнут. Нехорошо. Выход один - взять канат меньшего диаметра и подтянуть до 0,8.

Если же следовать логике Ильнура - то надо взять попрочнее канат и помощнее натянуть - тогда при любых раскладах будем в дамках .

Вот теперь подумай, при любых ли.

Тянуть дальше, "шоб наверняка" - значит догружать ствол мачты

Сдуру и хрен можно сломать, естественно. Нам расчеты для чего дадены? Чтобы стволы перегружать?
Кстати, насчет расчетов: ETCartman , будь любезен, примени свой калькулятор к задаче на п.41 (рама 6х6 м, вся шарнирная, сечения даны, сталь С245 для колонн (40Ш1 СТО АСЧМ) и ригеля (труба 160х160х5) и канаты К-7 ГОСТ 13840 диаметром 15 мм. Я получил оптимум около 4-х тонн. Что скажет твоя наука? Спасибо заранее.

[Бахил]

Offtop: Ловля блох. Либо работает одна связь, либо две. И сколько не тяни перемещения не изменятся.
Всё в кучу смешали: связи, ванты, оттяжки...

[Vavan Metallist]

Сообщение от Ильнур Не примазывайся

Ладно, не буду. 1:1

Сообщение от Ильнур А если наоборот: достигли мы обеспечения жесткости, а 0,8 не достигнут. Нехорошо. Выход один - взять канат меньшего диаметра и подтянуть до 0,8.

Ну здесь да, без базара, теперь мы пришли к консенсусу. Когда ты начал писать общедоступными формулировками, а не своими мракобесными "увеличение напряжения уменьшает растяжение" - все стало на свои места.

Сообщение от Бахил Либо работает одна связь, либо две. И сколько не тяни перемещения не изменятся.

Это может показаться странным и непонятным, но работает две всегда. Жесткость узла опоры, которую создают два взаимноуравновешивающих друг друга каната создают именно эти два каната, а не один.

[Бахил]

Сообщение от Vavan Metallist Это может показаться странным и непонятным

Offtop: Объясняю последний раз для особоодарённых
Для примера возьмём № 41. И не важно какие там стойки, распорки и канаты.
Пусть N усилие в каждом канате от горизонтальной нагрузки в предположении абсолютной изгибной жёсткости каждого каната.
Возможны два случая преднатяга.
1. Преднапряжение в каждом канате стремится к нулю. В этом случае работает один растянутый канат. Перемещение верха будет У.
Offtop: Кто не понял перемещение 26. Усилие в канате 2N
2. Преднапряжение > N. Работают оба каната. Перемещение 0,5У.Offtop: 13.
И между этими двумя экстремумами возможны различные состояния между 0,5 и 1.
И на фига они нужны нормальному инженеру?

[Ильнур]

Сообщение от Бахил ...И на фига они нужны нормальному инженеру?

Для назначения разумного преднатяга. Ведь и преднатяг <<N так же может обеспечить жесткость, в связи с конкретикой сечения связи. А больший преднатяг требует большей прочности. И зачем так же попусту напрягать систему?
Обычно конкретика сечения исходит из простоты - например кругляк-проволока дешевле каната, при сопоставимых по прочности сечениях.
Конечно, в первую очередь нужно пытаться обеспечить жесткость при минимальном расходе материала, для чего преднатяг должен быть как можно ближе к максимуму, но ситуации складываются разные.
Поэтому ситуацию надо держать под контролем. А не на ура шапками закидывать.

[Vavan Metallist]

О, Бахилыч, ты, оказывается знаешь истину! Че ж мы тебя раньше не призвали?

Сообщение от Бахил И на фига они нужны нормальному инженеру?

За то тебе и деньги плотят, чтоб ты извилинами шевелил и между этими экстремумами искал оптимум. А объяснять "особо одаренным" - это каждый дурак может .
Если же вообще в дебри лезть, то работет ВСЕГДА два каната. Ведь один под своим весом все равно растянут, даже если уж совсем аки сопля висит. А кроме того податливость опоры уменьшается при перемещении. Задача здесь всегда нелинейна. И если есть желание искать, например в вертикальных связях по колоннам какой-то оптимум, то нормальному инженеру это надо.

[Бахил]

Offtop: Всякий "оптимум" - опиум для Инженера.

[yarrus77]

Сообщение от Бахил Offtop: Всякий "оптимум" - опиум для Инженера.

нада запомнить для заказчика или ГИПа

[Бармаглотище]

Сообщение от Бахил Для примера возьмём № 41. И не важно какие там стойки, распорки и канаты. Пусть N усилие в каждом канате от горизонтальной нагрузки в предположении абсолютной изгибной жёсткости каждого каната. Возможны два случая преднатяга. 1. Преднапряжение в каждом канате стремится к нулю. В этом случае .....

... эксперт пишет замечание: "гибкость элементов связей превышает предельные значения, приведенные в табл. 33 СП 16.13330.2011", после чего отправляет проект обратно на исправление

[Vavan Metallist]

Offtop: Бармаглотище, ну ты уж вообще от Бахила хочешь, чтоб он и крылатые фразы выдавал и всегда все верно писал

[ETCartman]

Сообщение от Ильнур примени свой калькулятор к задаче на п.41

Калькулятор для более простой задачи - обычное учебное уравнение каната. Хоть оно и кубическое, но корень сейчас найти не проблема (и проверить его). Уравнение выведено для "пологой" оттяжки, с малым провесом.
А у вас задача несколько более сложная. Вот я попробовал модифицировать расчет (не скажу что 100% точно - к тому же оно работает только на малых перемещениях), результаты примерно близкие с #41, но никаких скачков в перемещении рамы не наблюдается на 1 тонне. То есть при 4 тоннах натяга - зависимость совершенно линейная (что не противоречит моей гипотезе), при 150 кг - нелинейная (что тоже отлично согласуется), По моему там никаких резких скачков быть не должно. По мере нагружения одна оттяжка нагружается а вторая ослабевает по той же кривой, которую я привел раньше в #47. При отрицательных напряжениях мое уравнение не работает - под радикалом минус и выдает ошибку.
Вообще результаты примерно близкие, но не одинаковые ( может быть с поправкой на то, что я пренебрег жесткостью колонн). Смысл того что вы хотите доказать из вашего довольно куцего графика с несколькими точками не совсем понятен. Я утверждаю (вроде Вован согласен со мной), что ванта работает почти линейно, будучи натянутой выше некоторого предела. Оптимальная (математически) ванта - та что имеет наименьшее сечение и вес, и "предел пропорциональности" достигается при меньшем натяжении. Но на практике можно взять и не оптимальную толстую ванту, без полного использования упругих свойств.
Для мачт например замена канатов очень трудоемка, лучше взять в запас сечение чтобы ресурс был больше. А считают их все одно - в спецпрограммах, нелинейно - в отличие от связей. Для тяжелых мачт иного выбора нет - делать много ярусов оттяжек экономически не выгодно, а тонкие там не понесут ветровую нагрузку в расчетном загружении. Там логика другая.
Должен добавить, что в SCADе мои попытки решать тестовые нелинейные задачи никогда не были успешными. То ли "простой шаговый метод" такой, что работает только на очень-очень малых перемещениях, то ли что еще. И с мачтами там я тоже успешен не был - ни одна тестовая задача не сошлась. Хотя это была старая версия и там только что появился вантовый элемент и расчет на динамику согласно методичке был в полу-ручном режиме.
В общем я мачты всегда считал в SUDM а с нон-линеаром стал смотреть в сторону всяких ансисов (где все сходилось с Вольмирами и Вольпертами)
Хотел написать свою программу конкретно для мачт и исследовать все детально, но времени не было.
Хотите - давайте протестируем что то совсем простое (с аналитическим решением) прежде чем решать всякие мутные вещи с канатами и рамами.

PS перед тем как задать какое то усилие в ванте, вообще должен быть первый стартовый нелинейный шаг, когда программа "подтягивает" элемент, чтобы получить это усилие. То есть например в SUDM это шаг с постоянной нагрузкой всегда. И усилия непосредственно в проект берутся не те что заданы изначально в программе, а по расчету на первом шаге, когда за счет податливости элементов мачты и приложенных весов конструкцию деформирует (вместе с опорными точками вант). Так что смысл выражения "задать преднапряжение в вантах" достаточно спорный. На практике то в общем тоже ванты подтягивают поэтапно чтобы получить примерно заданное усилие во всех.

[Ильнур]

Сообщение от ETCartman ... Смысл того что вы хотите доказать из вашего довольно куцего графика с несколькими точками не совсем понятен.

Внешне усилие 5 тонн не меняется. Меняя преднатяг (выборочно 1, 3,4, 5 и 10 тн), смотрим на усилия и перемещения. И видим, что при ~4 тоннах и более преднатяга эффект гаснет. Вес канатов не учтен.
Это и на практике так ставится задача - имеем все исходные (плюс вес канатов), кроме величины преднатяга. Эту величину и ищем. Ничего не доказываем, а наблюдаем за тенденцией, и выбираем оптимум (из практических соображений), в т.ч. канат (сечение, материал).
Вы же внешнее усилие меняли. В любом случае Ваши результаты интересны.

Оптимальная ванта - та что имеет наименьшее сечение и вес

Надо полагать - вес веревки сильно влияет на усилия. В связях между колоннами, когда длина небольшая, это влияние меньше. Я так думаю...

... в SCADе мои попытки решать тестовые нелинейные задачи никогда не были успешными. То ли "простой шаговый метод" такой, что работает только на очень-очень малых перемещениях, то ли что еще....

Такое ощущение есть. Однако в целом грубостей не видно. Вот именно хотел сравнить результат - у Вас перемещение 15 мм, у меня 14,25 мм по средней точке ригеля, или 14,5 мм в точке приложения внешней нагрузки. Верно? Если да, то в будущем СКАД я буду использовать для определения преднатяга.

Хотите - давайте протестируем что то совсем простое (с аналитическим решением) прежде чем решать всякие мутные вещи с канатами и рамами.

Конечно. Протестировать СКАД - необходимая вещь. А что именно можно прогнать?

...перед тем как задать какое то усилие в ванте, вообще должен быть первый стартовый нелинейный шаг, когда программа "подтягивает" элемент

Согласен, всегда подспудно хочется такой шаг ввести, рама же действительно хоть и немощно, но обжимается при натяжке.

... SUDM...

Тут https://dwg.ru/dnl/5181 почитал комментарии, в т.ч. от Vavan Metallist, программа какая-то проблемная что ли?

[Vavan Metallist]

Сообщение от Ильнур от Vavan Metallist, программа какая-то проблемная что ли?

Я просто установить не смог. Но особо тщательно и не пытался. Програма вроде как все хвалят, но она вроде кок по СНиП Нагрузки и воздействия считает. Все таки нормы изменились.

[ETCartman]

Сообщение от Ильнур И видим, что при ~4 тоннах и более преднатяга эффект гаснет. Вес канатов не учтен.

Я хочу понять этот момент, наверно надо SCAD установить в полной версии (может демо версия подойдет?). Не могли бы вы построить график чуть более детально, начиная с преднапряжения 0,1 тонны?
Вес канатов должен быть учтен хотя бы не как нагрузка, а его влияние на жесткость - иначе это линейная задача вообще и там что с натягом, что без него, никакой разницы быть не должно ни при каких нагрузках. Хотя SCAD может интерпретировать такие данные как просто одностороннюю связь без сжатия (конструктивная нелинейность), но в любом случае этот момент не так интересен.
Тестировать именно сам SCAD сейчас не особо интересно а только вантовый элемент в нем. Я уже тестировал его с задачами на продольный изгиб - да, там все сходится только при малых перемещениях более-менее. А при малых то оно вряд ли и нужно - учитывать геомнелинейность, да и в строительстве таких задач немного. Отличить малые от больших бывает непросто (с точки зрения данного эффекта), поэтому на практике лучше вообще избегать.
Интересно - можно ли просто задать любую одну ванту и построить график натяжение-перемещение, сначала без преднатяга вообще, потом с преднатягом? Все таки там ванта есть и именно пологая и она должна работать.

PS
SUDM классическая DOS программа (как Мираж - предшественник скада-лиры), она вообще не устанавливается никуда а просто копируется папка на диск С, в корневой каталог, запускается EXE файл и далее TABом выбирается действие и нажимается ENTER. Вот собственно там три клавиши управления - TAB, ESC, ENTER. Данные там можно задавать в тексовых файлах DIN, IN, NAG - в любом текстовом редакторе с дос кодировкой. Я набирал в опенофисе и просто сохранял как TXT. А потом TXT с результатом просто считывал обратно в опен-офис чтобы строить графики и прочее, потому что вывести эпюры на бумажный носитель было уже нельзя.Начиная с Windows XP SP2 поддержка DOS сильно обрублена, стал сбоить вывод на экран - поэтому надо пробовать запускать ее в dosbox.
СНиП там в сопроматовской части никак не фигурирует - нагрузки считаются отдельно. А сопроматовская часть сделана очень хорошо - в ней все серьезные сооружения считались в ЦНИИПСК например

[Vavan Metallist]

Насколько я помню (в СКАДе считал очень давно) его элемент "ванта" работает довольно корректно. Считаю в ЛИРЕ, так вот в ней столкнулся сперва по незнанию с тем, то ее КЭ 308 (форкопф) работает и на сжатие, поэтому для моделирования односторонних связей не подходит.

[ETCartman]

Сообщение от Vavan Metallist Насколько я помню (в СКАДе считал очень давно) его элемент "ванта" работает довольно корректно.

Я не сомневаюсь что в целом элемент работает корректно, проблема со сжатием раньше была - по той же причине что у меня ошибка выше - ее видимо устранили искусственно просто присвоением нуля (почему и могут возникать неестественные скачки в расчетах).. Интересно просто взять конкретную ванту под разными углами и погонять ее при разных натяжениях.
Ильнур опытный расчетчик - думаю можно с ним какие то тесты прогнать.

PS Я имею в виду, что натяжение в канате никогда не может быть равным нулю, если есть собственный вес, то он остается. При нулевом удлинении Et/E =1/3 (касательный модуль упругости условного стержня равен Е/3), в отрицательной зоне dL/L он еще больше уменьшается, участок кривой асимптотически приближается к некоторому минимальному значению натяжения. Просто принятое в расчетах уравнение "пологой" оттяжки (которое у Савицкого выведено в дополнении 1) не имеет действительного корня и вообще не рассчитано на этот случай. Интересно как в программе этот участок решен.

PPS Учет изгибной жесткости стержня кстати тоже довольно чувствительно меняет картину. То есть вантовый элемент таковой почти не имеет, а кругляк - имеет. Но это фундаментальное приближение, совершенно отдельный вопрос.

[Ильнур]

Сообщение от ETCartman ....Интересно просто взять конкретную ванту под разными углами и погонять ее при разных натяжениях....

Прогоним. Скоро сосредоточусь, и начнем.

[ETCartman]

Немного разобрался как запускать SUDM в DOSBOX (в моем случае под линукс, но и под виндоус тоже есть)
Правда это сработало с этой версией (файлы din, in и nag с примерами можно скопировать из папки I той программы что в dnl)
Раньше я писал об этот тут.
1) устанавливается DOSBOX и русифицируется
В ubuntu в preferences надо сделать скрытые папки видимые чтобы найти /home/name/.dosbox

(положить в ~/.dosbox файл russian.txt и задать 2 настройки в ~/.dosbox/dosbox.conf: "language=russian.txt" и keyboardlayout=RU)

2) SUDM обычно просто находится в корневом каталоге в папке SUDM
То есть при запуске DosBOX надо смонитровать как C: папку одним уровнем выше. Если например папка SUDM разархивирована в /home/vasyan/SUDM то в досбокс набирается
mount c /home/vasyan (либо в конфиге прописывается до запуска)
Потом последовательно.
C:
cd SUDM
SUDM <имя задачи>

Получается обычное окошко с операциями.
Кстатику динамику SUDM считает не совсем по СНиП а напрямую (то есть более точно, сниповская методика - приближенная для консоли с массами). Статика вообще чистый сопромат. Так что я бы этой программой не пренебрегал в принципе, если есть нужда рассчитывать мачты постоянно.
Вообще DOSbox интересная штука, позволяет оживить массу старых пакетов. В основном конечно в нем запускают игры.