NANOCAD ШОУ
dwg.ru forum rss xml
| Правила | Регистрация | Пользователи | Поиск | Сообщения за день | Все разделы прочитаны |  Справка по форуму |

Вернуться   Форум DWG.RU > Программное обеспечение > Расчетные программы > SCAD > Как в SCAD приложить к стальной башне резонансное вихревое возбуждение

Как в SCAD приложить к стальной башне резонансное вихревое возбуждение

Версия для печати
 
Ответ
Опции темы Поиск в этой теме
Непрочитано 06.04.2015, 22:11 #1
Как в SCAD приложить к стальной башне резонансное вихревое возбуждение
Tyhig
 
Оснащение проходки горных выработок, ПОС, нормоконтроль, КР, АР
 
Ленинград
Регистрация: 30.01.2008
Сообщений: 13,602

Tyhig вне форума Вставить имя

Добрый день.

Расчёт стальной башни дымовой трубы после неправильной эксплуатации (незаконно, без перерасчёта, служба заказчика добавила 12 м высоты) с целью обосновать замену целиком.
3 дымовые трубы диаметром 1,2 м снаружи, на треугольной составной колонне из труб со стороной 1,8 м. Высота 48 м.
Вопрос не касается конкретной конструкции.

Интересует алгоритм, как приложить в SCAD резонансное вихревое возбуждение по СП прил. Д.2.

1) Согласно СП интенсивность воздействия определяется F(z) [Н/м] по i-ой собственной форме в направлении перпендикулярном скорости ветра.
Fi(z)=0.75*Пи*Vcri^2*Сy,cr*фи i(z) * d / логарифмический декремент колебаний
Что такое интенсивность, это синоним линейной нагрузки ?
2) Неким магическим образом определили Fi(z) для каждой формы колебаний в расчёте. Возможно оно будет разным по высоте.
3) Какие формы колебаний вообще посчитались берём из анализа деформаций и усилий после расчёта. Для каждой формы разная Fi(z).
4) Fi(z) это линейная нагрузка (горизонтальная линия) на бок здания/сооружения ? Умножаем на высоту, получается давление ?
5) Столько же раз, сколько есть форм колебаний, прикладываем давление участками (в узлы или на стержни СКАДа) по Fi(z) к бокам здания ?
Как именно прикладывать ? К чему ? Ко всему боку по всей высоте ? Или к участку бока ?
Это очень трудоёмко. Допустим для стержня у меня получилось 6 форм. Страшно представить про стальную башню...
Может быть можно снизить количество форм ? Как ?
6) Давление по Fi(z) от вихревого резонанса в SCAD это статическая нагрузка ? Или динамическая и тогда как прикладывать, какими кнопками ?
7) Вместе с вихревым возбуждением прикладывается wm,cr и wp,cr. Это понятно, тут проблем нет.
wm,cr=wm*(Vcr/Vmax)^2, wp,cr скад автоматически приложит по wm,cr.
8) Получается очень трудоёмко. Как можно снизить трудоёмкость ?
9) Ветер вообще приложен формально по СП к одной грани треугольной фермы и к дымовым трубам. Получается, что нет бока с которого могли бы слетать вихри и явление невозможно ? Или с каждой дымовой трубы диаметром 1,2 м будет своё возбуждение и нагрузка от вихревого резонанса ? В какое место вообще прикладывать давление от F(z) мне в конкретном случае ?


Пока в голове такой алгоритм, без детализации. Верен ли он ?
__________________
"Безвыходных ситуаций не бывает" барон Мюнгхаузен
Просмотров: 5663
 
Непрочитано 07.04.2015, 00:38
#2
grozd62

конструктор
 
Регистрация: 09.06.2010
Москва и МО
Сообщений: 1,474


Поиск,поиск....
http://forum.dwg.ru/showthread.php?t=79302
http://forum.dwg.ru/showthread.php?t=55617
http://forum.dwg.ru/showthread.php?t=101653
http://kryaker.dwg.ru/?p=7908
но вообще башни на резонанс не считают..
Цитата:
Сообщение от Tyhig Посмотреть сообщение
Получается, что нет бока с которого могли бы слетать вихри и явление невозможно ?
grozd62 вне форума вставить имя Обратить внимание модератора на это сообщение  
 
Непрочитано 07.04.2015, 01:31
#3
ETCartman

Ansys, SolidWorks, etc
 
Регистрация: 09.12.2008
Texas
Сообщений: 4,452


Цитата:
Сообщение от Tyhig Посмотреть сообщение
1) Согласно СП интенсивность воздействия определяется F(z) [Н/м] по i-ой собственной форме в направлении перпендикулярном скорости ветра.
Fi(z)=0.75*Пи*Vcri^2*Сy,cr*фи i(z) * d / логарифмический декремент колебаний
Что такое интенсивность, это синоним линейной нагрузки ?
2) Неким магическим образом определили Fi(z) для каждой формы колебаний в расчёте. Возможно оно будет разным по высоте.
3) Какие формы колебаний вообще посчитались берём из анализа деформаций и усилий после расчёта. Для каждой формы разная Fi(z).
4) Fi(z) это линейная нагрузка (горизонтальная линия) на бок здания/сооружения ? Умножаем на высоту, получается давление ?
5) Столько же раз, сколько есть форм колебаний, прикладываем давление участками (в узлы или на стержни СКАДа) по Fi(z) к бокам здания ?
Как именно прикладывать ? К чему ? Ко всему боку по всей высоте ? Или к участку бока ?
Это очень трудоёмко. Допустим для стержня у меня получилось 6 форм. Страшно представить про стальную башню...
Может быть можно снизить количество форм ? Как ?
6) Давление по Fi(z) от вихревого резонанса в SCAD это статическая нагрузка ? Или динамическая и тогда как прикладывать, какими кнопками ?
7) Вместе с вихревым возбуждением прикладывается wm,cr и wp,cr. Это понятно, тут проблем нет.
wm,cr=wm*(Vcr/Vmax)^2, wp,cr скад автоматически приложит по wm,cr.
8) Получается очень трудоёмко. Как можно снизить трудоёмкость ?
9) Ветер вообще приложен формально по СП к одной грани треугольной фермы и к дымовым трубам. Получается, что нет бока с которого могли бы слетать вихри и явление невозможно ? Или с каждой дымовой трубы диаметром 1,2 м будет своё возбуждение и нагрузка от вихревого резонанса ? В какое место вообще прикладывать давление от F(z) мне в конкретном случае ?


Пока в голове такой алгоритм, без детализации. Верен ли он ?

Алгоритм в сущности мало чем отличается от расчета пульсаций по СНиП когда частота меньше предельной. Кстати методика расчета на резонанс примерно такая же дана в "Руководстве по расчету на ветровую нагрузку ЦНИИСК" в dnl
Коротко о физике процесса.
Некоторые типы сечений при обтекании потоком с определенной скоростью демонстрируют срыв вихрей https://www.youtube.com/watch?v=IDeGDFZSYo8
(читайте в Металлических Конструкциях Том 3, ЦНИИПСК) и в википедии про Число Струхаля
при совпадении частоты срыва вихрей с собственной частотой возникает резонанс (причем сооружение колеблется поперек ветра и довольно сильно иногда)
Тут варианта 2.
Если критическая скорость ветра довольно мала (порядка 5 м/с) - то резонанс можно считать неопасным ввиду слабой энергии потока (хотя вы можете тоже и посчитать этот случай)
Если критическая скорость ветра примерно на уровне расчетной для обычного случая ветровой нагрузки - то такая скорость возникает крайне редко и на нее можно не считать
Тут надо пояснить что опасность резонанса именно в периодичности приложения довольно значительных нагрузок и опасность представляет не напряжения в элементах как таковые а усталость (см. СНиП Стальные конструкции для пояснения именно этого случая). Усталостное разрушение труб и вытяжных башен, резонирующих при скоростях порядка 15-18 м/с (то есть довольно частых в осенне-весенние периоды) - не редкость. Целая серия вытяжных башен крякнула в свое время из-за неверного расчета (а главный инженер помер от сердечного приступа на второй или третьей конструкции). Так что при учете резонанса нет смысла проверять одними стандартными методами - усилия вполне могут быть меньше расчетных, потому что усталостное разрушение в основном и опасно при усилиях где то 50-75% от расчетных (на статическую прочность и устойчивость)
То есть если у вас N<Nu это еще ничего не значит. Надо чтобы уровень напряжений был достаточно низкий вообще, а не просто меньше предела текучести.

Теперь по пунктам
1) Да - формула дает нагрузку прикладываемую как статическая (квазистатическую эквивалентную иными словами)
2) F(Z) имеет тот же смысл что и в расчете пульсаций - безразмерная ордината формы колебаний для соотв. частоты. См. ручной пример в в "Руководстве по расчету на ветровую нагрузку ЦНИИСК" (там форма получается приближенно для статически приложенной силы, а частота считается тоже приближенно - см. Рабинович "Строительная механика стержневых систем"
В скаде или где то еще нет нужды считать приближенно, но смысл величины тот же самый. Результат получается инвариантным к абсолютным значениям (то есть важна именно форма, и при умножении ординат на одно и то же число - результат не меняется)
3) Первые формы всегда важны, в общем случае - самая первая. Высокие частоты затухают быстро из-за больших скоростей колебаний. Для очень гибких конструкций может вторая играть роль. Смысл тот же что ограничение предельной частоты при расчете на пульсации
6) см. 1
8) считайте в электронных таблицах
9) резонанс идет от вытяжного ствола. Явление общего характера (для целой конструкции) а не местного поэтому прикладывать можно хоть куда - все равно будет примерно одно и то же.

По существу вопроса вам надо сказать какая у вас критическая скорость чтобы сказать - опасно или нет.
Для нейтрализации явления как такового применяют спиральные интерцепторы (как то гуглил геометрию где то - есть в томе 3 МК немного про них)
Самый наверно оптимальный способ, потому что расчеты на усталость по снип или чему то еще - очень оценочны (требуется конструировать узлы специально с минимумом концентраторов и так далее). Лучше такого явления просто избегать.

PS Не уверен что все что я описал есть в новых нормах которыми вы пользуетесь. Возможно даже что авторы норм тупо передрали методику без пояснений (что сейчас сплошь и рядом). Но в принципе все это как 2*2=4 и давно известно. Если внимательно почитаете учебную и специальную литературу (в том числе строительную на которую я ссылался выше) - увидите что все оно так и есть как я вам описал. Я вам просто в сжатом виде попытался объяснить суть явления (очень специфического).

Последний раз редактировалось ETCartman, 07.04.2015 в 01:57.
ETCartman вне форума вставить имя Обратить внимание модератора на это сообщение  
 
Непрочитано 07.04.2015, 04:18
#4
grozd62

конструктор
 
Регистрация: 09.06.2010
Москва и МО
Сообщений: 1,474


Цитата:
Сообщение от ETCartman Посмотреть сообщение
Целая серия вытяжных башен крякнула в свое время из-за неверного расчета (а главный инженер помер от сердечного приступа на второй или третьей конструкции).
а поподробнее можно?
У ТС трехтрубная башня,кмк. Разве в такой конструкции резонанс возможен???
grozd62 вне форума вставить имя Обратить внимание модератора на это сообщение  
 
Непрочитано 07.04.2015, 06:08
#5
ETCartman

Ansys, SolidWorks, etc
 
Регистрация: 09.12.2008
Texas
Сообщений: 4,452


Цитата:
Сообщение от grozd62 Посмотреть сообщение
а поподробнее можно?
У ТС трехтрубная башня,кмк. Разве в такой конструкции резонанс возможен???
подробней надо искать в архиве, я где то складировал чертежи-фотографии.
но если кратко - то да, резонанс возможен в таких башнях (при описаных выше условиях).
Примеров известных этого явления - довольно много было - тот же меч статуи РМЗ в Волгограде. Не обязательно круглое сечение - cрыв вихрей в плохообтекаемых телах нередок. В dnl был по моему савицкий с примерами резонанса (одна из книжек)
В томе 3 МК дана таблица с вероятностями возникновения - дело в том что для поддержания колебаний нужен устойчивый ветер. Поэтому если критическая скорость выше 25 м/с то нет смысла его учитывать - на таком ветре везде почти (кроме какого нибудь побережья Чили) порывы нестабильны.
самый простой способ избежать этой проблемы - просто добиться певой частоты вне критического диапазона. то есть сделать башню жестче

Последний раз редактировалось ETCartman, 07.04.2015 в 06:14.
ETCartman вне форума вставить имя Обратить внимание модератора на это сообщение  
 
Непрочитано 07.04.2015, 13:57
#6
grozd62

конструктор
 
Регистрация: 09.06.2010
Москва и МО
Сообщений: 1,474


Барштейн М.Ф. "Руководство по расчету зданий и сооружений на действие ветра". - М.: Стройздат,1978
трубы в башне соединены диафрагмами,так что резонанса не д.б....

Цитата:
Сообщение от ETCartman Посмотреть сообщение
подробней надо искать в архиве, я где то складировал чертежи-фотографии.
типа этого : ?
только тут вроде не резонанс причина..?
Миниатюры
Нажмите на изображение для увеличения
Название: htpjyfyc1.jpg
Просмотров: 161
Размер:	48.5 Кб
ID:	147217  Нажмите на изображение для увеличения
Название: обрушение башни ММК 100 метров.jpg
Просмотров: 291
Размер:	126.7 Кб
ID:	147218  
grozd62 вне форума вставить имя Обратить внимание модератора на это сообщение  
 
Непрочитано 07.04.2015, 15:35
#7
ETCartman

Ansys, SolidWorks, etc
 
Регистрация: 09.12.2008
Texas
Сообщений: 4,452


У Савицкого вроде бы есть примеры когда несколько труб даже усиливали резонанс. Я думаю что данная фраза в пособии относится к трубам с сильно разным числом струхаля, так что срывы вихрей соответствуют разным скоростям и не проявляются одновременно. То же например - конические трубы не испытывают резонанса.
Вообще если есть какое то нерешетчатое характерное сечение, постоянное по высоте (даже находящееся внутри чего то решетчатого), то данное явление возможно.
В конечном итоге сейчас распространены разного рода cfd программы (типа Solidworks Flow, или даже бесплатные типа Elmer-FEM или OpenFoam) - вы самое простое можете решить быстро плоскую задачу и увидеть процесс своими глазами
от чего разрушение на фото - сказать сложно. резонанс это усталость - то есть небольшая трещина в каком то поясном элементе. от простого ветра усталость не возникает
потому что сильные порывы редки и нерегулярны (даже была статья молодого Перельмутера где то на эту тему)

Последний раз редактировалось ETCartman, 07.04.2015 в 22:40.
ETCartman вне форума вставить имя Обратить внимание модератора на это сообщение  
 
Непрочитано 07.04.2015, 16:07
#8
grozd62

конструктор
 
Регистрация: 09.06.2010
Москва и МО
Сообщений: 1,474


Цитата:
Сообщение от ETCartman Посмотреть сообщение
Вообще если есть какое то нерешетчатое характерное сечение, постоянное по высоте (даже находящееся внутри чего то решетчатого), то данное явление возможно.
согласен,но башня как раз решетчатая
Цитата:
Сообщение от ETCartman Посмотреть сообщение
вы самое простое можете решить быстро плоскую задачу
для треугольной башни будет затруднительно,имхо..
Цитата:
Сообщение от ETCartman Посмотреть сообщение
срывы вихрей соответствуют разным скоростям
из-за решетки их видимо нет,она их гасит,верно.точнее,разрывает поток ..
хотя если читать Руководство..", то похоже резонанс на всех трубах одновременно ,синхронно не может возникнуть,и их объединение в пакет гасит возможные колебания одной трубы. Или все же это аэродинамика и в пакете ни одна труба не начинает резонировать.. Offtop: домыслы..
тут СергейД мог бы однозначно прояснить,куда ветер дует
упомянутые Вами аварии - по причине резонанса именно были ?

Последний раз редактировалось grozd62, 07.04.2015 в 16:14.
grozd62 вне форума вставить имя Обратить внимание модератора на это сообщение  
 
Непрочитано 07.04.2015, 17:26
#9
ETCartman

Ansys, SolidWorks, etc
 
Регистрация: 09.12.2008
Texas
Сообщений: 4,452


Цитата:
Сообщение от grozd62 Посмотреть сообщение
из-за решетки их видимо нет,она их гасит,верно.точнее,разрывает поток ..
хотя если читать Руководство..", то похоже резонанс на всех трубах одновременно ,синхронно не может возникнуть,и их объединение в пакет гасит возможные колебания одной трубы. Или все же это аэродинамика и в пакете ни одна труба не начинает резонировать.. Offtop: домыслы..
упомянутые Вами аварии - по причине резонанса именно были ?
Решетка ничего не разрывает, если внутри или снаружи находится характерное резонирующее сечение - оно и создает проблему. Посчитать можно просто плоскую схему - любая считается быстро в любой открытой даже программе http://www.dolfyn.net/dolfyn/gmsh/tutorial08.html - просто достаточно мелкая регулярная сетка нужна
Я лично был свидетелем аварии решетчатой вытяжной трубы (и проектирования усиления, 3 из 4 поясных труб успели полностью разрушиться, но полного обрушения не случилось из-за того что башня была на всякий случай схвачена оттяжками). Из этой серии 3 башни упали полностью через несколько лет после постройки (со слов главного конструктора)
Фотки долго искать - это было давно очень, но в общем сами можете себе представить трубу 300 на где то 20 с поперечной круговой трещиной (3 из 4х)
Высота башен в серии была 150 м. Диаметр вытяжной части (из какого то композита) - 8 м, химпроизводство. По условиям монтажа юбка была довольно низкой (80 м) а верхняя часть - гибкая, имела частоту меньше 1 Гц. Юбка монтировалась поворотом, а верхняя часть поднималась снизу по секциям (была такая фишка в этой новаторской серии).
Я не признаю ссылок на авторитеты (ибо антинаучно) и сам себя авторитетом не позиционирую - но это то что было и видел сам, так что если вы уже что то подобное умудрились уже запроектировать - можете пойти на объект когда ветер будет нужной скорости и посмотреть в реале - есть проблема или нет.

PS http://www.stako.ru/news/97/

Последний раз редактировалось ETCartman, 07.04.2015 в 18:38.
ETCartman вне форума вставить имя Обратить внимание модератора на это сообщение  
 
Непрочитано 07.04.2015, 18:37
#10
grozd62

конструктор
 
Регистрация: 09.06.2010
Москва и МО
Сообщений: 1,474


Цитата:
Сообщение от ETCartman Посмотреть сообщение
так что если вы уже что то подобное умудрились уже запроектировать - можете пойти на объект когда ветер будет нужной скорости и посмотреть в реале - есть проблема или нет.
нужная скорость - для трубы только или башни всей ?
...и в башнях с дымовыми трубами никто (поправьте,если ошибаюсь) проверку сейчас на резонанс не делает..Offtop: это как бы к коллективному опыту.. правда башни попадаются не выше 50 м. Offtop: похоже и раньше не делали..при проектировании

в статье даже круче чем в нормах :
Цитата:
Учитывая изложенное, можно сделать вывод о необходимости, кроме проведения расчета на резонанс поперек потока, выполнения расчета сооружения при действии расчетной нагрузки вдоль ветрового потока с учетом фактически полученного значения логарифмического декремента колебаний. Данные расчеты были проведены, значения результирующих усилий и перемещений не превысили допустимых.
Однако в соответствии с гл. 9 СНиП II-23-81* [6] следует проводить расчет узлов соединения элементов стальных конструкций на выносливость. При этом возникает необходимость установить количество циклов нагружений, методика определения которых при резонансе приведена в литературе [2] и основывается на данных о повторяемости скоростей ветра. При резонансных колебаниях рассматриваемого сооружения полученная расчетом усталостная долговечность оказалась незначительна.
надо ехать,датчики ставить...

Последний раз редактировалось grozd62, 07.04.2015 в 18:48.
grozd62 вне форума вставить имя Обратить внимание модератора на это сообщение  
 
Непрочитано 07.04.2015, 18:45
#11
ETCartman

Ansys, SolidWorks, etc
 
Регистрация: 09.12.2008
Texas
Сообщений: 4,452


посчитайте (стр 31) http://dwg.ru/dnl/1578
по формуле Vкрит=f*D/0.2
в случае про который я рассказал f=1/T=0.5 Гц, V=8*0.5/0,2=20 м/с
Правда фактически резонанс начинался при 18 м/с. Со слов нашего главконструктора - он ездил на объект по осени как то, и наблюдал сильные поперечные колебания. Причем решетчатая башня так деформировалась, что было похоже что она разминает ноги и куда то собирается уйти (при анимации первой формы в скаде она кстати также деформировалась).
Башня была посчитана с чисто строительной точки зрения нормально (на максимальный ветер - с КСС даже порядка 1,2)
Обычная пульсация вызывает колебания тоже, но с точки зрения усталостного разрушения они как правло не опасны (опять же СНиП Стальные конструкции - там есть эта оговорка)
потому что сильный ветер редок и при сильном ветре доля пульсационной составляющей падает (если будете наблюдать ветку дерева во время ветра - можете видеть, что при сильном ветре оно просто гнется, а при порывах - колеблется). То есть сильный ветровой поток как правило однороден и пульсации при нем минимальны. Для точного математического описания - читайте про спектры (Колмогорова, Давенпорта), кстати возможен расчет на ветер с пульсациями непосредственно на основе спектра (а не проближенно как для консоли - по формулам в СНиП)
Методика эта известна (потому как общефизична)
Из порядка тысячи обследованных башен (не дымовых труб) трещины усталостного характера наблюдал только однажды - в раскосе (из кипящей мусорной стали). Трубы - в том числе вытяжные - совсем другое дело

Последний раз редактировалось ETCartman, 07.04.2015 в 19:15.
ETCartman вне форума вставить имя Обратить внимание модератора на это сообщение  
 
Непрочитано 07.04.2015, 18:58
#12
grozd62

конструктор
 
Регистрация: 09.06.2010
Москва и МО
Сообщений: 1,474


Цитата:
Сообщение от ETCartman Посмотреть сообщение
посчитайте (стр 31) http://dwg.ru/dnl/1578
по формуле Vкрит=f*D/0.2
учитываем размер трубы? Но если их 3 и они объединены в пучок диафрагмами горизонтальными ?
grozd62 вне форума вставить имя Обратить внимание модератора на это сообщение  
 
Непрочитано 07.04.2015, 19:44
1 | #13
ETCartman

Ansys, SolidWorks, etc
 
Регистрация: 09.12.2008
Texas
Сообщений: 4,452


было что то в Cавицком про несколько труб. и в пособии есть. и посчитать можно в крайнем случае. вы прочитайте сначала пост 3 внимательно, потом все источники по ссылкам пройдите с калькулятором - тогда можно будет предметно разговаривать. вопрос на самом деле довольно простой и укладывается в школьный курс физики.
Ответ зависит от трех величин - первой частоты, характерного диаметра (основной части которая берет ветер) и числа Струхаля (которое для сопряженных труб может потребовать сиэфди и СергеяД в том числе). Ответ варьируется от "не опасно совсем" до "очень вероятно", а в крайнем случае если критическая скорость в опасном диапазоне - посчитайте усилия и потом оцените усталость элементов и соединений. В крайнем случае если случай опасный - можно запроектировать спиральные интерцепторы - которые сбивают поток.
Миниатюры
Нажмите на изображение для увеличения
Название: savi.PNG
Просмотров: 104
Размер:	89.4 Кб
ID:	147341  Нажмите на изображение для увеличения
Название: nikit.PNG
Просмотров: 171
Размер:	277.0 Кб
ID:	147343  

Последний раз редактировалось ETCartman, 08.04.2015 в 20:58.
ETCartman вне форума вставить имя Обратить внимание модератора на это сообщение  
 
Автор темы   Непрочитано 15.08.2015, 10:08
#14
Tyhig

Оснащение проходки горных выработок, ПОС, нормоконтроль, КР, АР
 
Регистрация: 30.01.2008
Ленинград
Сообщений: 13,602


Нашёл некую книгу http://www.kgasu.ru/mkisdata/Kuznecov3_OCR.pdf
Справочник проектировщика Металлические конструкции под ред. Кузнецова В. В. (ЦНИИпроектстальконструкция им. Н.П. Мельникова), том 3, 1999
Цитата:
Явления аэродинамической неустойчивости возникают в высоких сплошностенчатых гибких конструкциях цилиндрической, призматической (пирамидальной) формы при удлинении:...
...
При отсутствии экспериментальных данных число Струхаля может быть ориентировочно определено по формуле Sh=0,225/Сх.
Можно из контекста предположить, что данное соотношение действует лишь для круглых и призматических (четырёхугольник) сечений. Во всяком случае, по справочнику число Струхаля отличается от приведённого в СНиП для треугольных сечений в 1,5 и более раз. ?То есть 0,11 по СП для треугольных сечений по этой формуле уже не получить?

Также число Струхаля для не круглых сечений в СП 0,11, а в Руководство по расчёту на ветровую нагрузку ЦНИИСК 0,15 или 0,16 (не разглядеть, скан плохой).

Получается башни в большинстве случаев надо считать на вихревое резонансное возбуждение. При этом лучше даже не тратить время на критерии надо-не надо.

При этом не следует забывать про некое "галопирование", которое в Руководстве было а в СП как-то исчезло.
__________________
"Безвыходных ситуаций не бывает" барон Мюнгхаузен

Последний раз редактировалось Tyhig, 15.08.2015 в 13:57.
Tyhig вне форума вставить имя Обратить внимание модератора на это сообщение  
 
Непрочитано 17.08.2015, 20:10
#15
Бахил

?
 
Регистрация: 17.06.2014
Царицын
Сообщений: 6,303


Цитата:
Сообщение от Tyhig Посмотреть сообщение
Получается башни в большинстве случаев надо считать на вихревое резонансное возбуждение.
Ну да. А в чём вопрос то?
__________________
Сон разума рождает чудовищ. (испанская пословица)
Бахил вне форума вставить имя Обратить внимание модератора на это сообщение  
 
Автор темы   Непрочитано 30.09.2015, 13:55
#16
Tyhig

Оснащение проходки горных выработок, ПОС, нормоконтроль, КР, АР
 
Регистрация: 30.01.2008
Ленинград
Сообщений: 13,602


Перечитал примерно 10-12 книг и пособий 1964-1984 года. Особенно тщательно курил указанное "Руководство".
Везде пишут одно: для стальных решётчатых башен (даже просто без дымовых труб) в СССР и РФ нет разработанной методики расчёта на вихревое резонансное возбуждение.
Везде выводятся сложные формулы, однако они используются для определения обычной пульсации вдоль потока ветра.
Тогда требовалось продувать башни в трубе...

Видимо, существует приближённая методика для расчёта сплошных ж.б. труб на вихревое резонансное возбуждение. С ней я сталкивался в одной книге и в указанной выше ссылке.
Видимо это единственная методика хоть как-то близкая к искомому.

Вопросы такие:

Общие
1) Уж коли не существует методики, то зачем её ввели в СНиП/СП ?
2) Уж коли ввели, то где методика описывающая алгоритм расчёта вихревого возбуждения поперёк потока?
3) Применимо ли вообще приложение Д.2 СП (вообще по СП годное для однопролётных сооружений, что мало вяжется с башнями...) для расчёта стальных башен ? Получается, что и нет ?
Можно при большом желании принять знаменитое фи i z = 1 для всех форм, однако, видимо ни к чему хорошему это не приведёт.
Тогда надо искать методику расчёта не из СНиП/СП ?

Конкретно касательно стальных башен с дымовыми трубами
4) Допустим есть треугольная ферма стальной башни с навешенными внутри или снаружи трубами диаметра сравнимого с поперечными размерами фермы.
Вихревой резонанс будет возникать от:
4а) срыва вихрей с дымовых труб
4б) срыва вихрей с несущих поясов фермы
4в) срыва вихрей с раскосов фермы
И всё это будет происходить в разное время, пускай даже с разницей в миллисекунды.
Вот это пипец.
И тогда с какой стороны вообще подходить к упрощению ручного расчёта ? Исключать срывы с фермы ? Считать только дымовые трубы ?
А ещё эти трубы бывают внутри фермы. Тогда получается что с одной трубы поток срывается сразу на вторую.

5) Прихожу к выводу такому. Ручной расчёт подобных сооружений невозможен (=крайне трудоёмок) в связи со сложностью упрощений.
Требуется рассчитывать подобные сооружения только в тяжёлых программах МКЭ или в специальных программах моделирующих ветер.
Так ли оно ?
Если так, то прошу порекомендовать простейшую программу, желательно 2Д для быстрого и простого расчёта влияния этих срывов. Желательно русскую или русифицированную. Ещё желательней бесплатную или пиратскую.
И вообще чего та моделировать то ? Не всю же башню по деталькам собирать в 3Д ?

6) Ещё один крайне интересный вопрос.
Итогом расчёта вихревого резонанса будет распределение усилий по ферме.
Усилия надо с чем то сравнивать при расчёте узлов на выносливость.
И требуется откуда то взять количество циклов, которое узел должен выдержать.
Где же эти волшебные нормы на количество циклов ?
__________________
"Безвыходных ситуаций не бывает" барон Мюнгхаузен

Последний раз редактировалось Tyhig, 30.09.2015 в 14:03.
Tyhig вне форума вставить имя Обратить внимание модератора на это сообщение  
 
Непрочитано 30.09.2015, 14:47
1 | #17
wvovanw

АС, КМ, КЖ и ЁКЛМН
 
Регистрация: 21.11.2008
Кубань
Сообщений: 4,112


Tyhig, курни еще http://dwg.ru/dnl/13177 и http://dwg.ru/dnl/13178
Offtop: зы: хоть и гейропа, но тем не менее)
wvovanw вне форума вставить имя Обратить внимание модератора на это сообщение  
 
Непрочитано 01.10.2015, 01:44
#18
Chardash

Соискатель
 
Регистрация: 12.03.2011
Урал
Сообщений: 1,499


Цитата:
Сообщение от Tyhig Посмотреть сообщение
Исключать срывы с фермы
необходимость учета возникнет в зависимости от величины критической скорости ветра, по формуле Vm/Vcr>1.25 (Vm - скорость ветра в сечении, где происходит срыв вихрей, Vcr - критическая скорость ветра). И если отношение высоты сооружения к минимальному размеру поперечного сечения на уровне 2/3 высоты больше 10.

Цитата:
И вообще чего та моделировать то ? Не всю же башню по деталькам собирать в 3Д ?
лучше сделать твердотельную модель (для моделирования ветра в спецсофте, для Скад/Лиры, не нужно, конечно).

Цитата:
Если так, то прошу порекомендовать простейшую программу, желательно 2Д для быстрого и простого расчёта влияния этих срывов
Если такие есть, все существующие пакеты CFD вычислений очень непросты в изучении, предполагают специальное образование у пользователя. Можете погуглить, из отечественных разработок, насколько я в курсе, самая известная FlowVision. Из бесплатных OpenFOAM, PyFR, SU2 (можно набрать еще с десяток, но самостоятельно там еще сложнее ). И как выше уже писАли, уточнить у СергеяД.

ps Заметил в самом начале темы ссылки. Там и ответы на вопросы уже есть.

----- добавлено через ~23 ч. -----
Вот еще, с 6.46 мин, создает ветровые нагрузки, карты давления. Не знаю только, как с башнями, наверное вряд ли.
Increase Size Decrease Size Нажмите для просмотра
Increase Size Decrease Size Нажмите для просмотра
- тоже пример
и рекламный ролик
Increase Size Decrease Size Нажмите для просмотра

Последний раз редактировалось Chardash, 01.10.2015 в 02:32.
Chardash вне форума вставить имя Обратить внимание модератора на это сообщение  
 
Автор темы   Непрочитано 29.03.2016, 15:56
#19
Tyhig

Оснащение проходки горных выработок, ПОС, нормоконтроль, КР, АР
 
Регистрация: 30.01.2008
Ленинград
Сообщений: 13,602


Ответил для себя на несколько вопросов (после года обдумывания и курения книг и руководства):
Цитата:
Сообщение от Tyhig Посмотреть сообщение
1) Согласно СП интенсивность воздействия определяется F(z) [Н/м] по i-ой собственной форме в направлении перпендикулярном скорости ветра.
Fi(z)=0.75*Пи*Vcri^2*Сy,cr*фи i(z) * d / логарифмический декремент колебаний
Что такое интенсивность, это синоним линейной нагрузки ?
Интенсивность воздействия Fi(z) - это линейная нагрузка приложенная поперечно к направлению ветра.
Очевидно, что она воздействует на вертикальные пояса и элементы консольных ферм башен и мачт. Методика определения - см. эту формулу СП. Методика формальна, учитывает что башня состоит только из одного ствола-трубы. Методики уточняющей силы на разные пояса (передние, задние) нет.
Видимо, она воздействует на наклонные элементы, но тут как её определять непонятно.
Сумма таких воздействий будет создавать поперечные силы на башню/мачту.

Цитата:
Сообщение от Tyhig Посмотреть сообщение
2) Неким магическим образом определили Fi(z) для каждой формы колебаний в расчёте. Возможно оно будет разным по высоте.
Да, Fi(z) разное по высоте, так как относительная ордината меняется от 0 до 1 при подъёме от 0 м наверх к высоте здания.

Цитата:
Сообщение от Tyhig Посмотреть сообщение
3) Какие формы колебаний вообще посчитались берём из анализа деформаций и усилий после расчёта. Для каждой формы разная Fi(z).
Не знаю. В книгах очень любили считать только первую частоту колебаний и там, в принципе, такой проблемы не было. Для 2 форм получается можно или считать Fi(z) для каждой формы и потом суммировать или считать Fi(z) для первой формы один раз.
В формуле
Fi(z)=0.75*Пи*Vcri^2*Сy,cr*фи i(z) * d / логарифмический декремент колебаний
нет различий для разных форм. Кроме микронных различий в фи i(z) порядка сотых долей. Но всё равно наверху будет фи i(z)=1.
Соответственно, если считать 15 форм, то результат будет допустим 15 Н/м, а если одну форму, то 1 Н/м.
Логично думать, что для всех форм Fi(z) будет одинаково.

Цитата:
Сообщение от Tyhig Посмотреть сообщение
5) Столько же раз, сколько есть форм колебаний, прикладываем давление участками (в узлы или на стержни СКАДа) по Fi(z) к бокам здания ?
Как именно прикладывать ? К чему ? Ко всему боку по всей высоте ? Или к участку бока ?
Это очень трудоёмко. Допустим для стержня у меня получилось 6 форм. Страшно представить про стальную башню...
Может быть можно снизить количество форм ? Как ?
Один раз посчитали Fi(z) для каждой массы-высоты и приложили их вместе с продольным уменьшенным ветром к узловым массам (что вообще логичней для башен) или к поясам ферм.

Цитата:
Сообщение от Tyhig Посмотреть сообщение
6) Давление по Fi(z) от вихревого резонанса в SCAD это статическая нагрузка ? Или динамическая и тогда как прикладывать, какими кнопками ?
СКАД эту фигню не считает. Соответственно прикладываем статикой и Fi(z) и уменьшенный ветер. Для того его потребуется посчитать вручную, что несложно.

Цитата:
Сообщение от Tyhig Посмотреть сообщение
8) Получается очень трудоёмко. Как можно снизить трудоёмкость ?
Ну, видимо, да без вариантов.

Самый популярный вопрос "что такое альфа или фи i(z) относительная ордината формы свободных колебаний из СП".
Ответ частично нашёл в книге
Конструирование и расчет жилых и общественных зданий повышенной этажности Ю.А. Дыховичный
стр. 127
Цитата:
лямбда - коэффициент частоты, учитывающий податливость основания; определяется по графику на рис. 8.6 (согласно графику лямбда
изменяется от 0,8 при значительной податливости до 1,875 при жёсткой заделке) в зависимости от относительного коэффициента жесткости основания
kфиштрих=12/vо
vо=12*суммаB/Hзд/kфи
kфи - коэффициент жесткости основания
kфи=сфи*Jфи
сфи - коэффициент упругого неравномерного сжатия грунта
сфи=2*Сz
Сz - коэффициент равномерного сжатия грунта можно принимать равным 200*Rн
где Rн - нормативное давление на грунт Тс/м2, определяемое по табл. 14 СНиП II-Б.1-62.
Для висячих свайных оснований
kфи=с*сумма ri^2
где с - упругое сопротивление одной сваи, определяемое опытным путём;
ri - расстояние i-ой сваи до оси поворота подошвы фундамента.
стр. 127
Цитата:
k - порядковый номер перекрытия;
n - число этажей;
стр. 129
Цитата:
Альфа1(х) - относительная ордината формы свободных колебаний
Таблица 8.6 (предположительно таблица актуальна при учёте только первой частоты колебаний, см. допущения ранее)
по таблице Альфа1(х)=0...1 (увеличивается при увеличении х от 0 м до высоты здания; х это расстояние от низа здания до рассматриваемого уровня)
**** То есть на каждой высоте будет своя Альфа1(х).
альфа1(хk)=yk/yn; альфа1(хi)=yi/yn - относительные ординаты первой формы свободных колебаний здания в рассматриваемой точке k и во всех точках i, где сосредоточены массы m;
для здания с постоянной по высоте изгибной жесткостью и погонной массой (т.е. для наиболее распространённых случаев) определяются по табл. 8.6 в зависимости от коэффициента частоты лямбда;
коэффициент лямбда, учитывающий податливость основания, определяется по графику рис. 8.6;
yk - горизонтальное перемещение k-ого перекрытия в рассматриваемом направлении по действием Q1, Q2,... ,Qn, приложеннных над 1, 2,... , n этажом;
yi - то же, i-го перекрытия;
yn - то же, n-го перекрытия.

После долгих нормативных изысканий удалось найти уточнение термина:
Руководство по конструированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона без предварительного напряжения
Цитата:
4 Особенности конструирования железобетонных конструкций подверженных воздействию динамических нагрузок
4.1 ... К многократно повторяющейся относится нагрузка, при которой конструкция испытывает более 10^6 циклов силовых воздействий, а коэффициент условий работы арматуры ma1<1 (табл. 25 гл. СНиП II-21-75).
стр. 150
__________________
"Безвыходных ситуаций не бывает" барон Мюнгхаузен

Последний раз редактировалось Tyhig, 19.06.2017 в 18:15.
Tyhig вне форума вставить имя Обратить внимание модератора на это сообщение  
 
Непрочитано 21.09.2017, 13:12
#20
Belwar


 
Регистрация: 19.08.2016
Сообщений: 2


Народ, добрый день!
А у меня вот такой вопрос: нужно ли учитывать резонансное вихревое возбуждение, если собственная частота уже по 1-ой форме колебаний выше предельной по табл. 11.5 СП 20?
В самом СП про это не говорится, т.е. учитывать нужно.
А вот в книге "Нагрузки и воздействия на здания и сооружения" под общ. ред. А. В. Перельмутера (нам в организацию её прислали с комплектом справочной литературы к лицензии SCAD) на стр. 239 есть такой абзац: "В нормах вводится также ограничение учитываемых частот собственных колебаний некой предельной частотой fl (Гц), которая зависит от логарифмического декремента колебаний и от ветрового района (по сути - от расчётной скорости ветра) и определяет тот предел, при котором реакцией сооружения на частотах выше fl (в том числе и резонансным пиком её динамической составляющей) можно пренебречь. Практически это означает, что выше предельной частоты содержится не более 2% площади спектра мощности ветровых пульсаций."
Так как же его понимать, под резонансным пиком и понимается резонансное вихревое возбуждение? Резонанс вообще возникает на частотах выше предельной и если да, то как он влияет на работу конструкции? И получается, что для тонких шпилей круглого сечения, расположенных на большой высоте возникновение резонанса имеет большую вероятность.
Belwar вне форума вставить имя Обратить внимание модератора на это сообщение  
Ответ
Вернуться   Форум DWG.RU > Программное обеспечение > Расчетные программы > SCAD > Как в SCAD приложить к стальной башне резонансное вихревое возбуждение

Инженерные консультации
Опции темы Поиск в этой теме
Поиск в этой теме:

Расширенный поиск

Быстрый переход

Похожие темы
Тема Автор Раздел Ответов Последнее сообщение
Резонансное вихревое возбуждение ВИЙ Металлические конструкции 26 22.09.2017 09:15
Расчёт на вихревое возбуждение (резонанс) стальной дымовой трубы. Mr S Металлические конструкции 3 19.06.2013 12:27

|| Главная || Каталог САПР || Тендеры || Публикации || Объявления || Биржа труда || Download || Галерея ||
|| Библиотека || Кунсткамера || Каталог предприятий || Контакты || Файлообменник || Блоги ||


Размещение рекламы