[Maverick]

Пожалуйста помогите разобраться с расчетом стальной рамы переменного сечения!

Перешел со SCAD 11.5 на лицензию 21.1, при расчете вылезли следующие "проблемы", которых я не могу понять:
Была уже запроектированная стальная рама переменного сечения на Сахалине снеговая нагрузка 600кгс/м2, сталь китайская Q345B, аналог нашей С345.
При строительстве нового аналогичного объекта в другой климатической зоне, чтобы сэкономить время на проектировании было принято решение проверить те же геометрические сечения что и были, при снеговой нагрузке 120кгс/м2 и замене стали с С345 на С235-С255.
После расчета в постпроцессоре СТАЛЬ с новыми нагрузками и старой сталью С345 визуализация выдала максимальные коэффициенты использования примерно 0,35, что соответствовало моих ожиданиям;
После замены стали С345 на С255 и повторного расчета коэффициент использования стал 20 (!!!);
После возврата от С255 к С345 расчет показал k=17, т.е. сечения которые проходили для этих сечений и этой стали теперь проходить перестали.
Замечу, что никаких дополнительных действий я не производил просто изменил загружения и марку стали.
Прикрепляю к теме файл SCAD v.21.1, прошу проверить на наличие ошибок, или высказать вашу версию по поводу данной проблемы.

[SkyFly]

Сообщение от IBZ Должна!

Так как задачу ставил наобум, далёкую от реального соотношения усилия и сечения, стержень получился очень "гибким" под такую нагрузку (коэффициент устойчивости 0.2), скорее всего какие-то глюки в в математике программы в этой области, т.к. чем большего сечения делать стержень. тем больше расчетная длина стремится к классическим 6 м.

Сообщение от IBZ но теоретически считать надо именно так - каждый элемент на свою расчетную длину и со своим РСУ

Вот тут вопрос: по факту все расчётные длины которые получены из SCAD это просто отражение формулы Lef=3/14*(EI/(N*K))^0.5.
Т.е. скад взял 1 форму, взял из нее коэффициент запаса К и по усилию в стержне и его жесткости посчитал расчетную длину.

Однако коэффициент запаса устойчивости К соответствует коэффициенту запаса устойчивости самого слабого стержня (в нашей постановке очевидно это будет нижний, самый тонкий стержень), а не запаса устойчивости рассматриваемого элемента.
Т.е. Форма потери устойчивости будет таковой, что нижний стержень отклонился от проектного положения, а все остальные, относительно друг друга, его сохраняют.
А по логике для каждого элемента нужно брать такой коэффициент К, при котором теряет устойчивость непосредственно сам элемент, а не его "слабый сосед".
Ход рассуждения верный?

[IBZ]

Сообщение от SkyFly А по логике для каждого элемента нужно брать такой коэффициент К, при котором теряет устойчивость непосредственно сам элемент, а не его "слабый сосед".

Если "слабый сосед" потерял устойчивость только от продольных сил, то дальнейшее рассмотрение прочих элементов теряет всякий смысл. Вообще при данной коибинации нагружениий расчетные длины вполне легитимны для расчета на устойчивость, но требуют анализа при их нормировании из условий предельной гибкости. Об этом уже и не знаю сколько тем здесь было.

Вообще расчет на устойчивость в Скад может использоваться исключительно для определения расчетных длин, но не для оценки непосредственно устойчивости, на которую наряду с продольными силами влияют и прочие факторы вроде изгибающих моментов и начальных несовершенств. Так, например, в случае шарнирного опирания критическим с этой точки зрения вполне может быть не нижний элемент с нулевым моментом, а угловой стержень, где момент максимален, несмотря на его сечение.

[SkyFly]

Сообщение от IBZ Если "слабый сосед" потерял устойчивость только от продольных сил, то дальнейшее рассмотрение прочих элементов теряет всякий смысл.

С точки зрения устойчивости - да, но с точки зрения определения расчётной длины, не будет ли более справедливым взять ту форму потери устойчивости (с тем коэффициентом запаса) при которой устойчивость потерял именно рассматриваемый элемент?

Про предельную гибкость даже в скадовской книжке не забыли упомянуть)

[IBZ]

Сообщение от SkyFly С точки зрения устойчивости - да, но с точки зрения определения расчётной длины, не будет ли более справедливым взять ту форму потери устойчивости (с тем коэффициентом запаса) при которой устойчивость потерял именно рассматриваемый элемент?

Во-первых, элемент не имеет права терять устойчивость и с этой стороны форма потери устойчивости есть ситуация гипотическая.
Во-вторых, поскольку устойчивость элемента зависит не только от продольных сил, при расчете на устойчивость невозможно выявить, какой элемент на самом деле критический.
В-третьих, расчет на устойчивость есть выявление взаимовлияния элементов друг на друга и с этой точки зрения без выхода из строя того или иного стержня он отражает сложившуюся ситуацию нагружения.

Коротко резюмируя можно сказать: без потери устойчивости одного или нескольких элементов системы, расчет на устойчивость отражает реальное состояние всей системы при приведенной нагрузке. При этом все полученные расчетные длины могут быть использованы при расчетах на устойчивость и требуют дополнительного анализа для выявления возможности их использования при определении предельной гибкости.

[SkyFly]

IBZ, давайте на примере:

Консольный стержень постоянного сечения по высоте, защемленный в основании, единичная нагрузка. Расчётная длина такого стержня будет удвоенная геометрическая (по классике).
Добавим к этому стержню мааааааленький гибкий прутик, и обзовём это всё ступенчатой колонной, посчитаем в скаде: расчётная длина становится утроенной геометрической.

В результате при незначительном (?) изменении расчетной схемы получаем значительное расхождение в коэффициенте расчётной длины.

При этом если проанализировать формы потери устойчивости, и посчитать расчётную длину не по первой (где теряет устойчивость прутик, по коэффициенту запаса устойчивости которой скад определяет расчётную длину всех элементов), а по-второй, где теряется устойчивость основной части колонны, расчётная длина снова становится удвоенной геометрической.



Вопрос, почему расчётные длины в элементах следует назначать только по 1 форме. Более логичным представляется необходимость анализа форм и на их основе расчет и назначение расчетных длин. Что я упускаю?

[IBZ]

Сообщение от SkyFly При этом если проанализировать формы потери устойчивости, и посчитать расчётную длину не по первой (где теряет устойчивость прутик, по коэффициенту запаса устойчивости которой скад определяет расчётную длину всех элементов), а по-второй, где теряется устойчивость основной части колонны, расчётная длина снова становится удвоенной геометрической.

Как только Вы ввели м-а-а-а-ленький прутик, тут же консоль превратилась в систему, при которой 2 для нижней части может получиться чисто случайно при равенстве у элементов значений L/корень квадраный EJ. Так что при такой схеме и загрузке двойку ожидать не стоит. Физика этого процесса может быть описана так: при увеличении нагрузки в 28,16 раза произойдет потеря устойчивости по первой форме, до второй формы дело просто не дойдет.

[SkyFly]

Сообщение от IBZ до второй формы дело просто не дойдет.

Ну да, верно. Большое спасибо за пояснения.