[Белозерова Татьяна]

Уважаемые проектировщики КМ. Помогите разобраться в вопросе о стесненном кручении стержней замкнутого профиля. Дело в том, что в обычных книгах по сопромату рассмотрен случай чистого кручения, на которое открытые профили работают очень плохо (например двутавр). Раньше, чтобы избавиться от касательных напряжений, я двутавр заменяла на коробку и на этом все заканчивалось (в коробке касательные напряжения малы). Недавно ко мне попала книга "Бычков_Строительная механика стержневых тонкостенных конструкций_1962.djvu", из которой выяснилось, что чистое кручение практически отсутствует, и балки нужно рассчитывать на стесненное кречение. В книге подробно описан метод расчета стержней открытого профиля, но нет расчета стержней замкнутого профиля на стесненное кручение.
Вопрос: как расчитать на стесненное кручение стержень замкнутого профиля (коробка)? Работает ли замкнутое сечение лучше открытого на стесненное кручение?

[Ильнур]

Сообщение от СергейД ... какие результаты будут ближе к эксперименту?.... чем правильнее сравнивать МКЭ?

а) думается, близость результатов будет разной для разных сечений,
б) возможно, для надежности надо сравнивать с экспериментом, а для точности - с аналитическим.

[Ильнур]

Сообщение от IBZ ...А вот конкретные цифры напряжений показывают, что да - дополнительные напряжения в коробчатом сечении все-таки возникают, но в таком размере, что на них (в большинстве случаев) смело можно плюнуть...

Я и говорю:

практически можно считать

[Геннадий1147]

Сообщение от IBZ так нужен пример ручного расчета или нет ?

Нужен! Тем более, что сам с этим не так давно сталкивался, да так до конца и не разобрался, к стыду своему...

[СергейД]

2 sergo
я не в курсе, что на сайте бывает.
присутствовал.
был доклад В.А. Семенова о подготовке к верификации MICROFE по требованиям Академии. рецензент от Цнипск высказал именно эти претензии. и пока вопрос остался открыт (для меня по крайней мере).

в марте планируется аналогичный доклад по ansys. сейчас дооформляем
верификационный отчет. подробности позже.

оттого и вопросы. проблемы-то общие у всех программ.
Нередко специалисты, посвятившие жизнь аналитическим методам, а тем более
разработке норм, не очень принимают методы конечно-элементные. (и понимают их специфику)

[Sergo]

Ясненько, надо взять на заметку.

[Белозерова Татьяна]

Доброе утро, уважаемые проектировщики. Стесненное кручение мяня очень интересует, так как при проверке расчетов двутавра (шарнирное опирание на колонну: болты по стенке), я зачеркнула расчет на чистое кручение, где двутавр не проходил и была поставлена коробка. Я посчитала его на стесненное кручение и двутавр прошел. И теперь меня мучают сомнения, права ли я была. Направляю Вам расчет балки в маткаде, посмотрите пожалуйста, если у кого есть время.
Ответ для Serqo - напрявляю страницу в формате ворд.
Ответ для IBZ - пример ручного расчета очень нужен

[Разработчик]

не читали мои ответы поскольку в них "много буков"

Забавные были ответы, выбросить в качестве аргумента в посте десяток страниц текста макроязыка программы, к которой я не имею никакого отношения...

1. посоветуйте, с чем мне правильнее сравнивать расчет мкэ?

С аналитическими решениями, корифеи нашей науки (механики) их много опубликовали: и методы и результаты.

2.на осенней сессии РААСН (секция программных средств) уважаемый проф ЦНИПСК опровергал правильность работы именно Вашей MICROFE ссылаясь, что результаты противоречат его личным аналитическим расчетам, на базе которых разработана методика ЦНИПСК. Что скажете по этому поводу.

MICROFE не моя, но я в курсе, т.к. занимался этим вопросом. Критики не было, человек старый, напутал: Семенова попросил представить результаты MICROFE для защемленной стойки (знаю, потому что дополнительно посчитал ее для него и по ЕС3 и по СНиП), а сам посчитал по своей программе шарнирную и вышел с этими результатами. Поскольку результаты эти (несущая способность стойки) были сильно ниже СНиПовских (для защемленной), то досталось от участников заседания самому профессору организации-соавтора СНиП. После заседания разобрались в чем причина, пересчет для шарнирной по MICROFE дал до третьего знака совпадение с результатами проф. Грудева и вопрос снят. Хотя, в продолжение темы, для того сечения (Т из уголков) и по Грудеву и по MICROFE результат (предельная сила) получается выше, чем по СНиП. Профессор говорит, что таким образом его методика позволяет сконструировать более экономное сечение, ну а мы, грешные, просто вводим в диалог выбор: "по расчету" или "по СНиП", чтоб не пугать проектировщиков

3. для изгибно-крутильной устойчивости стержня произвольного сечения аналитическое решение однозначно? Различных методик не существует? результаты по ним совпадают?

Для начала: не надо передергивать. Здесь речь идет о кручении, а не о потере устойчивости по изгибно крутильной форме. Если Вам, как дилеру АНСИС - это все равно, то спросите Сашу, он механик, он объяснит. Но, тем не менее, отвечу и на этот вопрос, раз уж на этот раз Вы

зашли спросить, а не учить

Есть две задачи теории устойчивости упругих систем, в которых происходит потеря устойчивости по изгибно-крутильной форме. Это устойчивость плоской формы изгиба балки и устойчивость при центральном сжатии стержня. Так вот, для этих задач аналитическое решение однозначно ( в том смысле, в котором можно говорить об однозначности при наличии множества форм ) и давно уже расписано в трудах корифеев, главным образом Василия Захаровича. Но, как хорошо известно, реальные конструкции не дотягивают до точки бифуркации и поэтому для расчета реальных конструкций применяют то, что Вы называете "различными методиками". К Вашему сведению: все эти методики отталкиваются от решения той самой бифуркационной задачи, получая Mcr или Ncr (в ЕС3 и DIN18800 это прописано явно, в СНиПе/СП неявно, но уши лезут из вида формул и Пособия), а дальше на это значение накладывается некое правило понижения. Так вот в этом правиле понижения теоретического значения (т.е., по существу в КСС) и есть различие методик. Иногда оно примитивно (СНиП/СП), иногда - просто унифицировано для всех задач устойчивости (ЕС3), иногда оригинально (DIN18800).

4. с чем точнее совпадет эксперимент...

Коль просите:

ответьте пожалуйста конкретно

То и вопросы, пожалуйста формулируйте конкретно. А так... эксперимент точно не совпадает ни с чем, даже с экспериментом

5. чем ваc так раздражает МКЭ?

Меня не раздражает МКЭ, как численный метод. Я даже иногда использую его в своих пограммах, когда без него ну никак. Да и возраст такой, что раздражаться уже не получается... Но меня пугает, пугает обезьяна с гранатой...

[Ильнур]

Сообщение от Разработчик ... эксперимент точно не совпадает ни с чем...

А можно так: никакой математический анализ точно не совпадет с истиной, т.е. экспериментом...
Вопрос к Белозерова Татьяна : вот Вы крохи собираете, ну вычислите точные значения компонент. А дальше? Как собираетесь конечные решения принимать? По устойчивости стенок, по концентрциям в зоне швов? У Вас такая примерно конструкция?

[IBZ]

Сообщение от Белозерова Татьяна ... пример ручного расчета очень нужен

Во вложении приведена первая часть примера ручного расчета на стесненное кручение однопролетной балки коробчатого сечения. Рассмотрен предварительный подбор и определение секториальных характеристик. Вторая часть появится завтра-послезавтра. Пишите замечания, указывайте ошибки, задавайте вопросы.

[Разработчик]

Пара примечаний.
Учет 20-ти миллиметровых свесов полок дает существенную добавку в Jw: с 17 до 21 что, впрочем, мало отразится на конечном результате. k - размерный коэффициент, судя по приведенной формуле.

[IBZ]

Сообщение от Разработчик Пара примечаний. Учет 20-ти миллиметровых свесов полок дает существенную добавку в Jw: с 17 до 21 что, впрочем, мало отразится на конечном результате. k - размерный коэффициент, судя по приведенной формуле.

Виноват, исправлюсь . Коэффициент k имеет размерность 1/см. Свесы, честно говоря, не учел потому, что замкнутое сечение считал черт знает когда и забыл порядок влияния. Конечно, для чистоты примера учесть надо, да и в программе у меня этого нет (в свое время отложил, да как-то забылось). Подскажите, пожалуйста, правильным ли будет определять секториальную площадь крайней точки оси полки, как простую добавку к w' удвоенного контура (как для открытого сечения) и как поступить с Jw. Я все-таки инженер-строитель, а не механик, поэтому сомнения всегда присутствуют ...

[Разработчик]

правильным ли будет определять секториальную площадь крайней точки оси полки, как простую добавку к w' удвоенного контура (как для открытого сечения

Конечно.

и как поступить с Jw.

Как обычно: добавить интеграл от w^2dF по свесам

[and.rey]

Offtop: У верен, что все с нетерпением ждут второй части примера. Мэтрам, спустившимся с небес до простых смертных инженеров огромное спасибо!

[Ильнур]

Сообщение от and.rey Offtop: У верен, что все с нетерпением ждут второй части примера. Мэтрам, спустившимся с небес до простых смертных инженеров огромное спасибо!

Результат будет ни о чем. Просчитанную коробку нельзя будет принять в проект.
Рука чешется подобрать коробочку в рабочем порядке для рабочего проекта.

[Белозерова Татьяна]

Добрый день уважаемые проектировщики. Огнромгное спасибо всем кто откликнулся! . С нетерпением жду продолжения расчета от IBZ.
Ответ для Ильнура. Чтобы не собирать крохи, конечное решение я приняла такое: усиливать поперечными ребрами коробчатое сечение, как советут Власов (файл "коробочка"). Решила посчитать балку на кручение в Лире. Если у кого есть время посмотрите, результаты примерно совпадают с ручными расчетами по Бычкову. Может какие замечания к расчету будут. Опирание балки на болтах по стенке балки.

[Ильнур]

Сообщение от Белозерова Татьяна Чтобы не собирать крохи, конечное решение я приняла такое: усиливать поперечными ребрами .... Решила посчитать балку на кручение в Лире. ..

Вот, уже ближе к телу. Так постепенно и научимся конструировать

[IBZ]

Сообщение от Белозерова Татьяна Чтобы не собирать крохи, конечное решение я приняла такое: усиливать поперечными ребрами коробчатое сечение, как советут Власов (файл "коробочка"). Решила посчитать балку на кручение в Лире. Если у кого есть время посмотрите, результаты примерно совпадают с ручными расчетами по Бычкову. Может какие замечания к расчету будут. Опирание балки на болтах по стенке балки.

Ребра в такой балке вряд ли нужны. Разве, что для обеспечения местной устойчивасти стенки. В качестве аргумента привожу 2-ю часть расчета. Там я, правда, так пока и нарисовал эпюру Sw'. Вот подожду пару-тройку дней замечаний форумчан, внесу учет свесов (спасибо Разработчику за замечание) в свою программу, и все-таки доделаю.

P.S. А что, Лира уже имеет элементы с 7-й степенью свободы или Вы считаете пластинчатыми элементами?

Посмотрел расчет еще раз - видимо есть ошибка. При перемножении эпюр на свесе, наверное, не нужно умножать на t - это открытая часть сечения. Может Разработчик прояснит? Хотя при этом результат и выводы не поменяются.

Да нет, открыл книжку, все-таки перемножаются эпюры w и w*t. Так что в примере, видимо, все верно

[Ильнур]

Сообщение от IBZ Разве, что для обеспечения местной устойчивасти стенки. .

Только для этого и нужны.

[Разработчик]

Все хорошо и Jw правильное и вывод совершенно очевидный. Если k=4.3 [1/м] зона 20-ти кратного затухания эффектов стеснения депланации 0.7м, т.е. менше высоты сечения и можно ими пренебрегать не считая.

[and.rey]

Момент чистого кручения, исходя из формулы Mt= Mw+Mk, Mk = 3,02-0.16 = 2.86 (тм)

ИЛИ
Момент чистого кручения, исходя из формулы Mt= Mw+Mk, Mk = 3,02+0.16 = 3.18 (тм) ???