[tistas]

Здравствуйте, уважаемые специалисты.

Проектирую башню высотой 18 м, для спутниковой антенны.
При расчете на ветровую нагрузку по ДБН, возник вопрос.
Есть у меня значение Wm, для которого считал
Сaer = Сt =Сx1 * (1-n) * k1
который "относится к площади контура подветренной грани" - значит ли это что Wm воздействует на всю площадь этой грани? или же на площадь элементов.
И правильно ли я понял, нужно прикладывать полученные Wm и к передней части и к задней части фермы.

На рисунке:
синий - куда действует давление Wm.

Как правильно?

[Vavan Metallist]

Сообщение от IBZ При этом я однозначно ухожу от неоднозначного вопроса совпадения точек приложения статического ветра и масс.

А в чем проблема если нет точного совпадения? Нет - и нет.

[Cfytrr]

IBZ,
СНиП много о чем умалчивает, почему две одиночные параллельные фермы без горизонтальных связей испытывают такую же ветровую нагрузку как и пространственная ферма с полным заполнением между верхним и нижним поясом? Почему при определении сx для труб авторы нового СП стащили из еврокода таблицу с в выстой неровностей , а график Д.17 отличается от еврокода, у них там за бугром что аэродинамика другая?
Таблица Д.7 это вроде не про "то", это про то как меняется Cxi при превращении коробчатого сечения в трубу, на фермы ее переносить нельзя

[IBZ]

Сообщение от Vavan Metallist А в чем проблема если нет точного совпадения? Нет - и нет.

В формуле 11.7 СП 20.13330.2011 такой проблемы, вроде, нет, так как классическая задача колебаний не решается вовсе. А вот в СНиП 2.01.07-85* такая задача решалась. Из формул 10 и 11 там следовало, что если есть масса без статического ветра или статический ветер без массы, то такие точки не участвовали в расчете или искажали полученные результаты.

И все бы ничего, так как мы давно пользуемся СП, но вот где-то толи написано, толи было сказано на презентации, что при определении пульсации допустимо решать задачу колебаний. Вот именно это меня несколько и смущает - а вдруг авторы программ воспользовались этим правом. Поэтому, дабы исключить всяческие сомнения, у меня всегда точки приложения масс совпадают с точками приложения статической ветровой нагрузки.

Сообщение от Cfytrr Таблица Д.7 это вроде не про "то", это про то как меняется Cxi при превращении коробчатого сечения в трубу, на фермы ее переносить нельзя

А я ничего и не переношу, а только показываю что форма сооружения в плане весьма значительно влияет на аэродинамический коэффициент хоть при проницаемом, хоть при сплошном сечении.

[IndustrialX]

Итак, вернемся к такой "нехарактерной" раме)



Варианты приложения нагрузки:

1. Обшить конструкцию некими оболочками минимальной жесткости (вроде металлических листов толщиной 0,00...1 мм) и приложить нагрузку как есть - по т/м2 на площадь этих листов, через которые она соразмерно дойдет и до стержней решетки.

или

2. Опустить понятие проницаемости в аэродинамическом коэффициенте (не рассматримать схему в целом) и загрузить стержни по отдельности умножением на их собственные коэффициенты Cxi (см. формулу Cx Д.1.14), определяемыми по Д1.12, то есть фактически приняв за аэродинамический коэффициент Cx=Kлямбда*Cxбеск..

При этом для обоих случаев учитываем множитель sin^2(бета)*sin^2(тета) по рисунку Д.18 к коэффициенту C (учет неортогональности к потоку практически всех стержней представленной на скриншоте рамы).

Что скажете - имеет рациональное зерно хотя бы один из методов?!

Сообщение от IBZ Берем Атлас аэродинамических характеристик Березина и обсчитываем все элементы в блоках с учетом положения в пространстве. Если "лепить" в явный запас, от ажурности конструкций ничего не останется .

А это не 2-й вариант получится?!

[Vavan Metallist]

Сообщение от IBZ Из формул 10 и 11 там следовало, что если есть масса без статического ветра или статический ветер без массы,

Ну, как то не очень мне кажется есть проблема. Нагрузки все я всегда прикладывал распределенными по поясам башни. Кроме, конечно, узловых, но там ветер и масса в одной точке само собой. Соответственно, сбор масс идет в узлы поясов. 50/50 на каждый узел. Ну а статический ветер как бы автоматом программа должна в узлы "раскидать", иначе вообще расчета не будет никакого, ведь узловых нагрузок от ветра нет. Но по факту расчет ведется и при полном отсутствии узловых нагрузок и резултат получается адекватным (тоесть с динамикой больше, чем без).

[IBZ]

Сообщение от IndustrialX А это не 2-й вариант получится?!

Почти, но в Атласе, помнится, ветер считается немного по-другому. Первый вариант эквивалентен полностью зашитой схеме без учета какой либо проницаемости. Кроме того, можно, наверное, получить и дополнительную пульсацию из-за колебания Вашей "тряпочки" - в этом не уверен, так как никогда такой метод не применяю.

Сообщение от Vavan Metallist Ну, как то не очень мне кажется есть проблема. Нагрузки все я всегда прикладывал распределенными по поясам башни. Кроме, конечно, узловых, но там ветер и масса в одной точке само собой. Соответственно, сбор масс идет в узлы поясов. 50/50 на каждый узел. Ну а статический ветер дется и при полном отсутствии узловых нагрузок и резултат получается адекватным (тоесть с динамикой больше, чем без).

Может и нет, там не все так уж пропорционально. Скажу только, что "с динамикой больше, чем без" никак не может быть численным критерием адекватности.

Можно попытаться выполнить простейший тест. Задать консоль постоянной жесткости и разбить ее, скажем, на 10 стержней. Ветер задать в виде сосредоточенной нагрузки через один узел. Массы задать в 2-х вариантах: в первом случае в каждом узле, а во втором их удвоенное значение в местах приложения ветровой статики. Выполнить расчет по СП и СНиП. Жесткости задать таким образом, чтобы попасть в оба случая вычисления пульсации в зависимости от частоты.

[Atilla]

А почему все пространственные фермы с параллельными гранями считают на ветровую нагрузку в направлении перпендикулярном одной из граней?
Ведь если ферма повернуть под 45 градусов, тогда грузовая площадь возрастет в 2 раза (а не в 1.414), т.к. на элементы решетки действует И нормальная составляющая И касательная.Да еще и коэффициент к1 в табл. 9 СП = 1.2

[Vavan Metallist]

Сообщение от IBZ Скажу только, что "с динамикой больше, чем без" никак не может быть численным критерием адекватности.

Численным конечно не может. Но при наличии "с динамикой больше, чем без" уже можно считать, что расчет произведен. Вы же написали

то такие точки не участвовали в расчете или искажали полученные результаты.

. А если есть ТОЛЬКО ТАКИЕ УЧАСТКИ - то при

такие точки не учавствовали в расчете

расчет не должен быть бы произведен, или в его результате динамическая составляющая должна бы получится равной 0, а при искажении полученных результатов должно быть одно сплошное искажение, которое как оценить вообще непонятно (снова таки динамическая составляющая не меньше 0). Но в таком случае я уверен разработчики хотя бы предостерегли в мануале о такой опасности.

[IBZ]

Сообщение от Atilla А почему все пространственные фермы с параллельными гранями считают на ветровую нагрузку в направлении перпендикулярном одной из граней? Ведь если ферма повернуть под 45 градусов, тогда грузовая площадь возрастет в 2 раза (а не в 1.414), т.к. на элементы решетки действует И нормальная составляющая И касательная.Да еще и коэффициент к1 в табл. 9 СП = 1.2

Вопрос на засыпку: кто, собственно, так считает. Диагональный ветер учитывается в обязательном порядке. Вот только при этом нагрузку на секцию получают простым умножением на 1,2 ветра на грань без учета всяческих проекций. Тут каким-то образом (скорее всего эмпирически на основе испытаний) учтено положение элементов в пространстве в составе конструкции.

Сообщение от Vavan Metallist при искажении полученных результатов должно быть одно сплошное искажение, которое как оценить вообще непонятно (снова таки динамическая составляющая не меньше 0). Но в таком случае я уверен разработчики хотя бы предостерегли в мануале о такой опасности.

Как оценить искажение? Вспомните как аптекарь подбирал количество взрывчатки для бомбы из бильярдных шаров для Неуловимых Мстителей А что до предупреждений разработчиков, я вас умоляю ....

В общем для меня вопрос неоднозначный и я просто снимаю его - по предложенной методике будет верно, однозначно. При этом еще и схемы загружений набивать/проверять легче.

[Atilla]

Сообщение от IBZ Диагональный ветер учитывается в обязательном порядке. Вот только при этом нагрузку на секцию получают простым умножением на 1,2 ветра на грань без учета всяческих проекций. Тут каким-то образом (скорее всего эмпирически на основе испытаний) учтено положение элементов в пространстве в составе конструкции.

Да, но ведь коэффициент к1 влияет только на сt и больше ни на что. Если решетчатая конструкция проницаемая, т.е. без всяких обшивок, тогда ветер будет воздействовать на каждый элемент решетки также, как если бы дул перпендикулярно грани (ветру без разницы на системы координат).А вот если ферма чем то обшита, тогда ветровая нагрузка раскладывается на нормальную и касательные составляющие (касательная в этом случае очень мала, но не ноль, т.к. воздух все таки вязкая среда). Теперь считаем:
- допустим расчетная ветровая (со всеми коэфф., кроме аэро коэффициента) = 50 кгс/м2
- при повороте на 45 градусов сt увеличивается на 1.2.
- на каждую грань прикладываем 50*1.2=60 в направлении действии ветра.
- для удобства расчета нагрузку на каждую грань раскладываем по осям ортогональным граням.Получаем Wn = Wt = cos45*60 = 42.42 кгс/м2 (нормальная к грани и касательная)
- Допустим ширина грани 5 м.
Равнодействующая ветровая (ПРАВИЛЬНО) = 60*5*2 = 600кгс
Равнодействующая ветровая (НЕПРАВИЛЬНО) = 60*5*cos45 = 424кгс

Мне доводилось видеть чужие расчеты в которых неправильно прикладывали ветровую нагрузку.

[IBZ]

Сообщение от Atilla Да, но ведь коэффициент к1 влияет только на сt и больше ни на что. Если решетчатая конструкция проницаемая, т.е. без всяких обшивок, тогда ветер будет воздействовать на каждый элемент решетки также, как если бы дул перпендикулярно грани (ветру без разницы на системы координат)

Нет, в общем случае не так. Например, аэродинамический коэффициент для уголка, повернутого под угом в 90 градусов к направлению ветра, совершенно разный при направлении ветра на угол и с обратной стороны. А есть еще бесконечное число промежуточных положений.

Да, направление ветра влияет только на сt, но последний относится к грани конструкции, перпендикулярной ветру, а не к плоскости сооружения, перпендикулярной ветру. Это следует как из картинки в СП, так и из прямого указания, приведенного в СНиП 2.01.07-85*, где в примечании к пунку 17 приложения 4, где написано: ct относится к контуру наветренной грани, и та же картинка с ветром под 90 градусов к грани. С точки зрения русского языка (а именно так следует трактовать все нормы), плоскость, перпендикулярная грани, никак не является непосредственно гранью. Более того, для уголков там в примечании 3 предусмотрен еще понижающий коэффициент 0,9.

[Atilla]

Сообщение от IBZ Нет, в общем случае не так. Например, аэродинамический коэффициент для уголка, повернутого под угом в 90 градусов к направлению ветра, совершенно разный при направлении ветра на угол и с обратной стороны. А есть еще бесконечное число промежуточных положений.

Ну понятно что от ориентации уголка зависят и аэродинамические коэффициенты.Я о другом...Пусть для простоты стержни будут трубчатого сечения.

Сообщение от IBZ Да, направление ветра влияет только на сt, но последний относится к грани конструкции, перпендикулярной ветру, а не к плоскости сооружения, перпендикулярной ветру. Это следует как из картинки в СП, так и из прямого указания, приведенного в СНиП 2.01.07-85*, где в примечании к пунку 17 приложения 4, где написано: ct относится к контуру наветренной грани, и та же картинка с ветром под 90 градусов к грани.

Я не про это.Если на время забыть об этом коэффициенте (я вспомню о нем в конце сообщения ), то 2 варианта выглядят вот так:

Цель найти результирующий вектор.В случае с ортогональным направлением все ясно.ВО втором варианте результирующий вектор складывается из двух векторов (с каждой грани), вектор каждой грани можно разложить на составляющие - нормальную и касательную (Пока мы не знаем ни о каких коэффициентах!).

Дык вот эта схема справедлива ТОЛЬКО для тех нагрузок которые могут создать касательную составляющую (например гравитация - ей пофиг как тело повернуто в пространстве).Ветер же на гладкие поверхности почти не создает этой самой касательной составляющей (простите за мой французский, на самом деле создает, но мы ей пренебрегаем, т.к. мала).
НО.В случае решетчатой фермы ветер действует на все стержни, и грань фермы нельзя считать гладкой, поэтому результирующий вектор будет равен сумме векторов с каждой грани R1+R2.
Теперь вспоминаем коэффициент сt и примечание снипа про контур наветренной грани.Тогда результирующий вектор будет такой:


424<500 - где косяк?

[IBZ]

Сообщение от Atilla 424<500 - где косяк?

Везде. Правильно w=50*5*1.2=300.

Попробуйте точно пройти всю цепочку, которую требуют нормы, без фантазий и строго следуя рисункам и направлениям.

[Atilla]

Сообщение от IBZ Правильно w=50*5*1.2=300

Это результирующий вектор? ну это же вообще неверно.Да и потом все равно 300 !=500.
А нормы тут заложены в коэффициенте 1.2 и больше нигде, т.к. все выкладки выше можно применить не только к ветровой нагрузке а к любой

[IBZ]

Сообщение от Atilla А нормы тут заложены в коэффициенте 1.2 и больше нигде

Да, диагональный ветер определяется из ветра на грань для квадратной башни именно так.

Сообщение от Atilla все выкладки выше можно применить не только к ветровой нагрузке а к любой

А вот в этом и состоит ошибка. Законы аэродинамики имеют очень даже большие особенности

[Atilla]

Сообщение от IBZ Да, диагональный ветер определяется из ветра на грань для квадратной башни именно так.

Вы написали "на грань", то есть по вашему итоговый результирующий вектор равен 300*2=600 кгс?
Но это ведь тоже самое, что 500*1.2=600 - то, что я написал выше, только не домножил на коэффициент 1.2.
А что, если конструкция не решетчатая а сплошная?Тогда равнодействующая будет равна
R=Корень(2*Rn^2),
где Rn = 50*5*cos45 = 176.77
Итого R = 250 кгс - величина такая же что и при фронтальной нагрузке.Вам не кажется странным что эти 2 величины равны? Ведь даже интуитивно кажется что чем больше лобовая площадь тем больше должна быть равнодействующая.
А получилось так, потому что мы отбросили касательные составляющие на грани.Но в случае ферм этого делать нельзя.
Тут вопрос в том, какой смысл заложен в этот коэффициент 1.2. Я точно не знаю, но наверное это какой то грубый запас на различную ориентацию профилей.
Вот о чем я:

На картинке профили круглые, площадь проекции на ортогональную плоскость увеличилась в 2 раза.Следовательно результирующий вектор должен увеличиться в 2 раза.Это если не принимать во внимание всяких проницаемостей и коэффициентов.
В снипе ct = 1.2. Вот что с ним делать? домножать равнодействующую на него? - Тогда это будет означать что итоговое лобовое сопротивление конструкции увеличилось на 20% при повороте на 45 градусов.Я думаю в этом смысл.

[Бахил]

Видишь ли Atilla, статического ветра нет. А средняя составляющая, кроме закона "сохранения импульса", подчиняется ещё и "закону Бернули". Причём обоим законам подчиняется весьма хреново.
Поэтому для ветра все "проекции векторов" не актуальны.

[Ильнур]

Сообщение от IBZ ... Правильно w=50*5*1.2=300...

Глупости. Соотношение Сх сплошной квадратной трубы при угле 0 и угле 45 совсем не 1,2 - см. приложения.

Сообщение от IBZ Попробуйте точно пройти всю цепочку, которую требуют нормы, без фантазий и строго следуя рисункам и направлениям.

И очень быстро зайдете в тупик - Cx в формуле Сt велено определять как для плоских. Что подразумевает определение сх каждого элемента. Что подразумевает и учет положения каждого элемента. Из чего следует, что множитель к1 из табл. Д.9 излишен. Все, тупик.
Автору: попытка применить Сх, вычисленный для ветра под 0, легким преобразованием для ветра под 45 - неправильный путь. Ведь для ветра под 45 (под любой, отличный от 0) нужно учесть новую ориентацию КАЖДОГО профиля. Еще нужно учесть положение стержня в пространстве. Еще - удлинение (относительную длину). Еще - шероховатость.
Offtop: Нынче нет такого - типа сх=1,4 для любого профиля (кроме трубчатых) под любым углом в любом случае.

[Vavan Metallist]

Сообщение от IBZ Попробуйте точно пройти всю цепочку, которую требуют нормы, без фантазий и строго следуя рисункам и направлениям.

Сообщение от Ильнур И очень быстро зайдете в тупик - Cx в формуле Сt велено определять как для плоских. Что подразумевает определение сх каждого элемента. Что подразумевает и учет положения каждого элемента. Из чего следует, что множитель к1 из табл. Д.9 излишен. Все, тупик.

Я звиняюсь, но в таком случае получается, что по актуализированному СП вообще не возможно посчитать решетчатую пространственную конструкцию на ветровое воздействие. Мне всегда казалось, что этот документ в некоторых вопросах просто сумбурный набор вырезок из старого доброго СНиП и Еврокода. Дык как же считаете тогда?

[CRISTOFF]

Сообщение от Vavan Metallist как же считаете тогда?

смотрим коэффициент в Атласе (dnl8452) и пишем подгонный расчёт в соответствии с СП 20. По крайней мере для одиночного уголка в составе молниеприемника так приходится делать. В итоге по СНиП для него сх=1.4, а по СП 20 - сх= 2.0.