[Pyjama]

Здравствуйте! Будьте добры, проконсультируйте по следующему вопросу.
Есть 2 ряда защемленных внизу и свободных вверху (консольных) стоек, достаточно гибких (гибкость в районе 150-160). На стойки по верху шарнирно опираются двутавровые стропильные балки (двутавр 27). По верху двутавровых балок уложены прогоны, с профлистом по ним. Так вот, возникли такие вопросы:

1. Стропильные балки из двутавра 27 нагружены под завязку с учетом фи балочного. Пункты 5.11 и 5.16 СниП "Стальные конструкции" говорят о том, что элементы раскрепления, в данном случае прогоны, должны быть расчитаны на усилие, равное условной поперечной силе.
У меня это усилие передается на диск, образованный прогонами с профнастилом. Вопрос - нужно ли учитывать это самое усилие, передаваемое диском уже для расчета стоек? Тогда они получатся не центрально сжатые, а внецентренно...
2. Если, допустим, все-таки по длине будет в одном шаге устроен связевой блок, то как учесть условную поперечную силу от консольных стоек на связи? Считать, что стойки эквиваленты шарнирным стержням в два раза большей длины?
3. Если схема, как на чертеже, без связей. Хотят несколько стропильных балок потерять устойчивость - создают боковое усилие на прогоны. Диск держится за лес натыканных консольных стоек. Но все они гибкие. Отклоняться от этих нагрузок (если они все-таки до стоек дойдут) будут на 5-10 см. Можно ли считать такой диск полноценным? Или все-таки он должен передавать усилие на устроенные для этого практически неподвижные связевые блоки?

Рисунок со схемкой прилагаю.

[Tvorec]

Гибкость 150-160 - нормальная гибкость для основных и второстепенных колонн.
1. Фи_b учитывать не надо, если у вас жесткий диск, оно принимается тогда фи_b=1. Если ваше здание не находится где-то внутри другого герметичного здания, то обязательно учитывать ветер, а значит ваши колонны однозначно не будут центрально сжатыми (кстати из чего они?), мю=2 для них в обоих плоскостях, т.к. нет связей, а ригели шарнирно присоединены. Расчет на условную поперечную силу нужен чтобы сами болты (или что там) не порвало и всё. (возьмите файлик, может пригодится http://dwg.ru/dnl/12143, там и фи_b есть).

2. Если, допустим, все-таки по длине будет в одном шаге устроен связевой блок, то как учесть условную поперечную силу от консольных стоек на связи? Считать, что стойки эквиваленты шарнирным стержням в два раза большей длины?

Не понял вопроса. Причем расчетная длина стоек? Зачем вам условная поперечная сила для связей колонн? Посчитайте каркас уже со связями и получите усилия в них - вот вам это и надо.
Вы видимо убираете профнастил (мысленно), и считаете закрепление от боковых смещений только за счет связей (если они будут), и хотите найти условную поперечную силу, приходящуюся на одну связь - ну так ничем не отличается от профнастила, только шаг связей побольше (болты на профнастиле идут чаще).

3. Если схема, как на чертеже, без связей. Хотят несколько стропильных балок потерять устойчивость - создают боковое усилие на прогоны. Диск держится за лес натыканных консольных стоек. Но все они гибкие. Отклоняться от этих нагрузок (если они все-таки до стоек дойдут) будут на 5-10 см.

Нет, не дойтут эти усилия до стоек. Там сказано - условная сила.

3. . Можно ли считать такой диск полноценным? Или все-таки он должен передавать усилие на устроенные для этого практически неподвижные связевые блоки?

Какой шаг прогонов, шаг колонн и их высота, пролет?
Как бы объяснить образно? У вас настил играет роль и продольных связей, и поперечных, и раскосов, создавая геометрически неизменяемую систему из шарнирных узлов (это я про болты от профнастила), не позволяя одним точкам конструкции смещатся, так как это потянет за собой другие точки конструкции, а эти другие точки хотят совсем другую сторону уйти, и получается перетягивание каната. И не забывайте что у вас есть крайние балки, которые (если они тоже из 27 двутавра) не догружены, а значит будут играть (возможно) роль своеобразного остова покрытия (ударение на первое "о" в "остов").
А ветровые связи по-мойму еще никто не отменял в первого шаге колон.

[Pyjama]

Сообщение от Tvorec Гибкость 150-160 - нормальная гибкость для основных и второстепенных колонн. 1. Фи_b учитывать не надо, если у вас жесткий диск, оно принимается тогда фи_b=1. Если ваше здание не находится где-то внутри другого герметичного здания, то обязательно учитывать ветер, а значит ваши колонны однозначно не будут центрально сжатыми (кстати из чего они?), мю=2 для них в обоих плоскостях, т.к. нет связей, а ригели шарнирно присоединены. Расчет на условную поперечную силу нужен чтобы сами болты (или что там) не порвало и всё. (возьмите файлик, может пригодится http://dwg.ru/dnl/12143, там и фи_b есть).

Профлист не опирается непосредственно на верхний пояс стропильных балок, а крепится к прогонам, которые в свою очередь лежат на стропильных балках. Нельзя тут говорить про фи_б = 1 имхо. Ветер да, учтен. Таки да, уже не внецентренно сжатые. Я имел в виду, что без действия ветра возможно ли возникновение момента от условных продольных сил в элементах раскрепления верхних поясов. Ну вот, вроде говорится в п. 5.16 - "Закрепление сжатого пояса... в гориз. пл-ти должно быть рассчитано на фактическую или условную поп. силу. А в п. 5.11 - "Расчет стержней...". Я так себе понимаю - если балка нагружена практически до 100% несущ. способн-ти с учетом фи_б, то хочет она выйти из пл-ти. Не дают ей это сделать эти самые стержни. Соответственно в них есть при этом усилие. Оно определяется по п. 5.16 СНиП. Правильно ли это усилие будет передать через диск на колонны для их расчета? Я понимаю, что оно условное, но оно же в принципе есть... При расчетах каркаса условная поперечная сила в колоннах учитывается - передается на связевые блоки, и связи считаются на сумму усилий от условных поперечных сил колонн, раскрепляемых связью. Почему тогда, по аналогии, нельзя учесть для расчета каркаса такую же условную силу, но от бокового выпучивания балок?

Сообщение от Tvorec Не понял вопроса. Причем расчетная длина стоек? Зачем вам условная поперечная сила для связей колонн? Посчитайте каркас уже со связями и получите усилия в них - вот вам это и надо.

Вот об этом я и написал выше. В Пособии к СНиП приведена формула 5.17 для расчета усл. поп. силы в стержне с двумя шарнирн. концами. У меня в пл-ти стропильн. балки двойная длина - консольный стержень. Правильно ли будет определять для него усл. поп. силу как для эквивалентного ему шарнирного стержня двойной длины?

Сообщение от Tvorec Нет, не дойтут эти усилия до стоек. Там сказано - условная сила.

Ну вот парадокс. Усл. поп. сила в стойках передается на связевой блок, а усл. поп. сила в балках - дальше расчета элементов раскрепления не уходит?...

Сообщение от Tvorec Какой шаг прогонов, шаг колонн и их высота, пролет? Как бы объяснить образно? У вас настил играет роль и продольных связей, и поперечных, и раскосов, создавая геометрически неизменяемую систему из шарнирных узлов (это я про болты от профнастила), не позволяя одним точкам конструкции смещатся, так как это потянет за собой другие точки конструкции, а эти другие точки хотят совсем другую сторону уйти, и получается перетягивание каната. И не забывайте что у вас есть крайние балки, которые (если они тоже из 27 двутавра) не догружены, а значит будут играть (возможно) роль своеобразного остова покрытия (ударение на первое "о" в "остов"). А ветровые связи по-мойму еще никто не отменял в первого шаге колон.

Ну вот, представьте себе такую маловероятную ситуацию для большого числа стоек, и более вероятную для малого. Или, к примеру, есть всего четыре стойки с двумя стропильными балками. Хотят обе стропильные балки потерять общую устойчивость. В одну сторону (изготовили их с одинаковым дефектом). Начинает весь диск сдвигаться в эту стороны. Вертикальных связей нет - то есть препятствует сдвигу диска только изгибная жесткость консольных стоек. Перемещение их верха при этих нагрузках значительное. И мне так кажется, что не срабатывает в такой ситуации этот диск... Некуда ему надежно передать горизонтальную нагрузку...

[Tvorec]

Сообщение от Pyjama Ну вот, представьте себе такую маловероятную ситуацию для большого числа стоек, и более вероятную для малого. Или, к примеру, есть всего четыре стойки с двумя стропильными балками. Хотят обе стропильные балки потерять общую устойчивость. В одну сторону (изготовили их с одинаковым дефектом). Начинает весь диск сдвигаться в эту стороны. Вертикальных связей нет - то есть препятствует сдвигу диска только изгибная жесткость консольных стоек. Перемещение их верха при этих нагрузках значительное. И мне так кажется, что не срабатывает в такой ситуации этот диск... Некуда ему надежно передать горизонтальную нагрузку...

Мы рассматриваем систему "колонна-балка" с точки зрения статики, где есть только 3 силы и 3 момента. Теоретическая механика говорит, что если в системе нет по горизонтали, то и опорных реакций тоже не будет по горизонтали. При потери устойчивости балки без связей (что учитывает фи_b) балка уходит в бок. Настил, играющий роль жесткого диска будет выполнять функцию раскоса ("нити"), прикрепленного к "несмещаемому" при потери устойчивости балки опорному сечению, которое в свою очередь прикреплено к колонне (передает усилия). Тогда балка уходит в бок, тянет за собой колонну - колонна гнется. Термин "условная сила" суммирует общее "тянущее" усилие от балки.

Сообщение от Pyjama ри расчетах каркаса условная поперечная сила в колоннах учитывается - передается на связевые блоки, и связи считаются на сумму усилий от условных поперечных сил колонн, раскрепляемых связью. Почему тогда, по аналогии, нельзя учесть для расчета каркаса такую же условную силу, но от бокового выпучивания балок?

Учитывай.

Сообщение от Pyjama Профлист не опирается непосредственно на верхний пояс стропильных балок, а крепится к прогонам, которые в свою очередь лежат на стропильных балках. Нельзя тут говорить про фи_б = 1 имхо.

Здесь получается система в виде неизменяемого прямоугольника. Прогоны - это вертикальные стойки, профлист - это условно "раскосы" и "стойки" поперек прогонов (т.к. профлист раскрепляет и прогоны, играя роль распорки - или по-другому "стойки" ) с шарнирными узлами.

Сообщение от Pyjama Вот об этом я и написал выше. В Пособии к СНиП приведена формула 5.17 для расчета усл. поп. силы в стержне с двумя шарнирн. концами. У меня в пл-ти стропильн. балки двойная длина - консольный стержень. Правильно ли будет определять для него усл. поп. силу как для эквивалентного ему шарнирного стержня двойной длины?

Pyjama, ты имел ввиду п.5.17 в пособии к СНиП II-23-81?
Так там это расчет для сквозных колонн, а условная фиктивная сила, которая возникает в раскосах - это другое немного.

[Pyjama]

Сообщение от Tvorec Мы рассматриваем систему "колонна-балка" с точки зрения статики, где есть только 3 силы и 3 момента. Теоретическая механика говорит, что если в системе нет по горизонтали, то и опорных реакций тоже не будет по горизонтали. При потери устойчивости балки без связей (что учитывает фи_b) балка уходит в бок. Настил, играющий роль жесткого диска будет выполнять функцию раскоса ("нити"), прикрепленного к "несмещаемому" при потери устойчивости балки опорному сечению, которое в свою очередь прикреплено к колонне (передает усилия). Тогда балка уходит в бок, тянет за собой колонну - колонна гнется. Термин "условная сила" суммирует общее "тянущее" усилие от балки.

Да. Я вот как-то так себе это и представляю. Поэтому и спрашиваю мнение коллег - правильно ли будет учитывать такого рода воздействие, или нет. Нормы такого не дают. И следующий отсюда вопрос - колонны гибкие. Вы пишите, что балка тянет за собой колонну, колонна гнется. Был бы связейвой блок - колонна бы гнулась в разы меньше. А так - возникают сомнения у меня по поводу такой системы и такого диска.

Сообщение от Tvorec Pyjama, ты имел ввиду п.5.17 в пособии к СНиП II-23-81? Так там это расчет для сквозных колонн, а условная фиктивная сила, которая возникает в раскосах - это другое немного.

Да, его! Я считаю, что не только для сквозных колонн. У них же исходная схема - идеальный двутавр с жесткой стенкой. А потом уже учитывается влияние решетки введением приведенной гибкости.

[ZVV]

Сообщение от Pyjama 1. Стропильные балки из двутавра 27 нагружены под завязку с учетом фи балочного. Пункты 5.11 и 5.16 СниП "Стальные конструкции" говорят о том, что элементы раскрепления, в данном случае прогоны, должны быть расчитаны на усилие, равное условной поперечной силе. У меня это усилие передается на диск, образованный прогонами с профнастилом. Вопрос - нужно ли учитывать это самое усилие, передаваемое диском уже для расчета стоек? Тогда они получатся не центрально сжатые, а внецентренно...

Нет, не нужно. Стропильные балки, прогоны и профнастил создают замкнутую систему. Условные поперечные силы возникающие от бокового выпучивания сжатого пояса стропильных балок являются для системы внутренними и на колонны не передаются. Представьте себе, что опорные поверхности стропильных балок вы установили на катки с пренебрежимо малым сопротивлением трения, тогда, следуя вашим рассуждениям, от вертикальной нагрузки система получила бы горизонтальные перемещения, чего, очевидно, не происходит (так как внешняя действующая сила и опорная реакция вертикальны, а внешние горизонтальные силы отсутствуют). Более подробно о расчетах при потере устойчивости плоской формы изгиба можно почитать в книге Катюшина В.В. "Здания с каркасами из стальных рам переменного ечения".

Сообщение от Pyjama Профлист не опирается непосредственно на верхний пояс стропильных балок, а крепится к прогонам, которые в свою очередь лежат на стропильных балках. Нельзя тут говорить про фи_б = 1 имхо

Если пофлист закреплен к прогонам соответствующим образом (образует жесткий диск), то можно считать стропильные балки раскрепленными с шагом равным шагу прогонов. Если не ошибаюсь, необходимое крепление профлиста указано в «Рекомендации по учету жесткости диафрагм из стального профилированного настила в покрытиях одноэтажных производственных зданий при горизонтальных нагрузках» ЦНИИпроектстальконструкия, Москва – 1980 г.

[Pyjama]

Сообщение от ZVV Нет, не нужно. Стропильные балки, прогоны и профнастил создают замкнутую систему. Условные поперечные силы возникающие от бокового выпучивания сжатого пояса стропильных балок являются для системы внутренними и на колонны не передаются. Представьте себе, что опорные поверхности стропильных балок вы установили на катки с пренебрежимо малым сопротивлением трения, тогда, следуя вашим рассуждениям, от вертикальной нагрузки система получила бы горизонтальные перемещения, чего, очевидно, не происходит (так как внешняя действующая сила и опорная реакция вертикальны, а внешние горизонтальные силы отсутствуют). Более подробно о расчетах при потере устойчивости плоской формы изгиба можно почитать в книге Катюшина В.В. "Здания с каркасами из стальных рам переменного ечения".

Мысль Вашу понял, и пример очень хороший и наглядный, спасибо.

А что думаете по поводу условной поперечной силы в стержне сплошного сечения и ее определения для защемленного стержня?

[Tvorec]

Pyjama, ты смотришь пособие к СНиП, хотя ты можешь смотреть этот же самый СНиП II-23-81* п. 5.6, он о том же самом (абсолютно совпадает).
Посмотри книгу Горев В.В. Металлические конструкции 2004 (Том 1) раздел 6.6.

[Pyjama]

Tvorec, Вам тоже спасибо большое за участие в теме.
Вот если того же Катюшина посмотреть п. 6.10.5, так он там не разделяет колонны на сквозные и не сквозные. Он там просто пишет "элементы". Не зря же...

[ZVV]

Сообщение от Pyjama В Пособии к СНиП приведена формула 5.17 для расчета усл. поп. силы в стержне с двумя шарнирн. концами. У меня в пл-ти стропильн. балки двойная длина - консольный стержень. Правильно ли будет определять для него усл. поп. силу как для эквивалентного ему шарнирного стержня двойной длины?

Правильно, если на эту силу будет считаться соединительная решетка этого сквозного центрально-сжатого стержня.

[Pyjama]

Я все-таки считаю, что условная поперечная сила возникает в любом стержне. В СНиПе формула для ее нахождения приведена для частного случая - сквозного стержня. Пункты СНиПа 5.11 и 5.16 подтверждают это мое мнение. Формула выведена с учетом сдвига планок сквозного стержня, но по пунктам 5.11 и 5.16 идет ссылка на нее же. Можно предположить, что несколько условно и в запас.
По поводу возникновения горизонтальных сил в системе. Вот такой пример (см. чертежик). На систему действуют только вертикальные нагрузки. Будет ли возникать в одиночной стойке момент от горизонтальной?

[ZVV]

Сообщение от Pyjama Я все-таки считаю, что условная поперечная сила возникает в любом стержне. В СНиПе формула для ее нахождения приведена для частного случая - сквозного стержня. Пункты СНиПа 5.11 и 5.16 подтверждают это мое мнение. Формула выведена с учетом сдвига планок сквозного стержня, но по пунктам 5.11 и 5.16 идет ссылка на нее же.

Все верно, возникает в любом стержне (как сквозным, так и сплошным сечением). Рассчитывать элементы на условную поперечную силу нужно для случаев описанных в СНиП.

Сообщение от Pyjama По поводу возникновения горизонтальных сил в системе. Вот такой пример (см. чертежик). На систему действуют только вертикальные нагрузки. Будет ли возникать в одиночной стойке момент от горизонтальной?

Думаю будет. Величина продольной силы в распорке (Qfic) будет зависеть от изгибной жесткости одиночной стойки и степени её загруженности продольной силой (на рисунке обозначена как N). Если одиночная стойка нагружена под завязку, то и раскрепить балку от бокового выпучивания она не может - Qfic=0 (или даже будет догружать балку) . При отсутствии нагрузки на одиночную стойку и достаточной её изгибной жесткости величина Qfic определится по п. 5.16 СНиП. Как-то так.