[Skovorodker]

Есть стальная сварная балка, опирающаяся сверху на ж.б. колонны (см. рис). Верхний пояс раскреплен профлистом H114x1, на опорах и в центре раскреплена связями из ГСП. Сейчас сверху непосредственно на балку будут опираться новые конструкции. Требуется усилить балку на 15-20%. Новый изгибающий момент порядка 80тм, Q=35т. Сталь 345, Wсуществующ.сечения=2290см3, формально требуется W~2700 см3, но надо с запасом, т.к. полностью разгрузить балку перед усилением не получится. Думаю, усиливать балку несимметричным наращиванием снизу. Балка такая одна, поэтому экономить сталь не нужно, главное – надежность и простота исполнения.
Планирую, чтобы избежать потолочных швов усилить двумя кв. трубами 180 (предварительно сваренных между собой), не доводя до опор несколько см.

Может есть у кого идеи получше?

[eilukha]

Сообщение от Skovorodker нелинейные деформации

- а Вы её как динамометр используете? На кой Вам линейность.

Сообщение от Skovorodker И может последовательно по сечениям разрушиться.

- ерунда. Разрушают не напряжения или наличие пластики, а деформации превышающие 3*Ry/Е. Таких у Вас близко не будет.

[IBZ]

Сообщение от Skovorodker Другое дело, что материал шва скрепляющего стенку и полку должен соответствовать стали балки иначе он потечет раньше, чем сталь балки (т.к. шов включится в работу сечения, чуть-чуть увеличив его характеристики), но сам катет здесь совершенно не причем, будь он хоть 3мм, хоть 12мм.

Вот, нормальное напряжение в шве всё же есть, но оно не зависит от катета, а равно напряжению в точке примыкания стенки к полке.

Сообщение от Skovorodker Окей, по какой формуле надо считать шов на эти нормальные напряжения? На совместное действие нормальных и касательных напряжений?

Знаете, я сторонник равнопрочных швов. Но если этого сделать нельзя, то в ответственной конструкции, вопреки таблице 43 СП 16 13330.2017 посчитал бы именно так . У меня к этой таблице (и к соответствующей из СНиП) вопросы давно. В частности, мне не вполне понятно, почему игнорируется формула приведенного напряжения при том, что для швов пластика не учитывается. Тут может не помочь даже отсутствие тройки при касательном напряжении под корнем.

Сообщение от eilukha Угловые швы считают только на срез (причём условный)

А как, собственно, Вы понимаете условный срез?

Сообщение от eilukha Сему подтверждение приведённые в нормах формулы для поясных швов.

Для поясных швов - да, а как быть с формулами 178-179 СП-16.13330.2017.

Сообщение от eilukha Разрушают не напряжения или наличие пластики

При проверке угловых швов никакая пластика не учитывается.

И последний вопрос: сварная балка подвержена чистому изгибу (два равных момента по концам) и поперечная сила вообще отсутствует. Шва не надо вовсе?

[eilukha]

Сообщение от IBZ Шва не надо вовсе?

- теоретически надо только в точках приложения момента (по концам), в остальных не надо. Практически надо, но усилия в швах будут нулевые. Про это см. задачу № 39 и ответ на неё тут.

Сообщение от IBZ условный срез?

- по горевски и как в в 14.1.17.

Сообщение от IBZ формулами 178-179

- там от действия момента, а поясные от действия Q.

Сообщение от IBZ При проверке угловых швов никакая пластика не учитывается.

- этого я не говорил, не выдумывайте. Речь об основном металле.

[IBZ]

Сообщение от eilukha теоретически надо только в точках приложения момента (по концам), в остальных не надо.

Почему? Ведь момент одинаков по всей длине балки.

Сообщение от eilukha Речь об основном металле.

Предельным состоянием угловых швов является их разрушение, а расчётное сопротивление устанавливается по временному сопротивлению как металла шва так и металла границы сплавления. В такой ситуации пластика в непосредственной проверке никак не учитывается.

Впрочем, дело совсем не в этом. Давайте проанализируем ту информацию, которая здесь представлена. Вот мы выяснили, что нормальное напряжение в шве всё же есть, но оно не зависит от катета, а равно напряжению, вычисленному по общим правилам сопромата для соответствующей точки сечения. Для простоты давайте предположим, что расчётным сечением является металл шва, а не граница сплавления. Тогда у меня есть несколько вопросов.

Вопрос 1. Почему мы не сравниваем это нормальное напряжение с расчётным сопротивлением металла шва, которое для угловых швов в обычных случаях существенно ниже, чем для основного металла. Для обычной стали на k=1850/2450=0.755?

Вопрос 2. Почему в сечениях, где наряду с максимальным моментом присутствует значимая поперечная сила (ригель с жестким примыканием, большая сосредоточенная нагрузка на балку в середине) не производится проверка по формуле для приведенного напряжения SQRT (Сигма^2 + Тау^2) <= Rwf. Ведь в отсутствии коэффициента 1.15 (пластика) некое приращение напряжения гарантированно возникает?

[ZVV]

Нормальные напряжения вдоль сварных швов при определении их несущей способности не учитывают. Почему? Не знаю, но это так. Об этом сказано в книге Николаева по сварным конструкциям:

Об этом же сказано в еврокоде:

Сообщение от Skovorodker Как минимум пойдут нелинейные деформации. И может последовательно по сечениям разрушиться.

Возможность не учитывать неполную разгрузку прописана в п. 18.3.12 СП 16.13330.2011.

[eilukha]

Сообщение от IBZ Почему? Ведь момент одинаков по всей длине балки.

- причём тут момент? См. указанную выше задачу по сопромату, там всё подробно расписано.

Сообщение от IBZ Предельным состоянием угловых швов является их разрушение, а расчётное сопротивление устанавливается по временному сопротивлению как металла шва так и металла границы сплавления. В такой ситуации пластика в непосредственной проверке никак не учитывается.

- это к чему? Я никак пластику (основного металла) и швы не связывал.

Сообщение от IBZ Вопрос 1. Почему мы не сравниваем это нормальное напряжение с расчётным сопротивлением металла шва, которое для угловых швов в обычных случаях существенно ниже, чем для основного металла. Для обычной стали на k=1850/2450=0.755?

Потому что:

1. Угловые швы работают только на срез (условный).
2. Те напряжения которые Вам не дают покоя, тогда уж следует сравнивать не c расчётным сопротивлением сварного соединения углового шва на срез (условный) Rwf, а просто с расчётным сопротивлением металла шва (потому что те напряжения шов не срезают, а равномерно сжимают/растягивают), которое сильно больше Ry (см. табл. 4 и Г.2 СП 16).

Сообщение от IBZ Вопрос 2. Почему в сечениях, где наряду с максимальным моментом присутствует значимая поперечная сила (ригель с жестким примыканием, большая сосредоточенная нагрузка на балку в середине) не производится проверка по формуле для приведенного напряжения SQRT (Сигма^2 + Тау^2) <= Rwf. Ведь в отсутствии коэффициента 1.15 (пластика) некое приращение напряжения гарантированно возникает?

- см. п. 2 выше.

[IBZ]

Сообщение от ZVV Почему? Не знаю, но это так. Об этом сказано в книге Николаева по сварным конструкциям:

"Почему" - это именно том вопрос, который меня интересует

Сообщение от eilukha Потому что: Угловые швы работают только на срез (условный). Те напряжения которые Вам не дают покоя, тогда уж следует сравнивать не c расчётным сопротивлением сварного соединения углового шва на срез (условный) Rwf, а просто с расчётным сопротивлением металла шва (потому что те напряжения шов не срезают, а равномерно сжимают/растягивают), которое сильно больше Ry (см. табл. 4 и Г.2 СП 16).

Это чистой воды декларация, не дающая ответ почему именно так. Тем более, не понятно что есть "просто расчётное сопротивление металла" для углового шва. При этом два приведенные пункты, в общем то, противоречат друг другу, и словосочетание "тогда уж" положения не сильно спасает.

P.S. А вот ещё один маленький вопросик по сварным швам: почему в формулах приведенного напряжения отсутствует "тройка" при касательных составляющих?

[Tamerlan_MZO]

Потому, что "условный срез". Формулы, по которым принято вести расчёт, упрощённые. Действительные формулы более громоздкие и требуют больших вычислений. Условно принято, что остальные составляющие "полной" формулы гарантированы правильным выбором материала для сварки и в расчёте не нуждаются.

[eilukha]

Сообщение от IBZ почему в формулах приведенного напряжения отсутствует "тройка" при касательных составляющих?

- этот и все остальные Ваши вопросы/недоумения от непонимания/игнорирования каждого из слов понятия «условный срез» (применительно к угловым швам). См., например, Горева.

----- добавлено через ~4 мин. -----

Сообщение от IBZ что есть "просто расчётное сопротивление металла"

- ссылки были приведены: Rwun/Гамма_wm.

----- добавлено через ~4 мин. -----

Сообщение от IBZ противоречат

- в чём?

[Старый лицедей]

Эх, есть у меня хороший учебник для техникумов по сопромату, там очень просто и доходчиво описано как работают угловые швы (даже расписан "условный срез"). Оттуда же выводится Bf=0,7 и почему шов считают на срез по высоте, а не катету шва. Но это все пустое... Балка требует шпренгеля и промежуточных опор как самых простых способов укрепления!

[Бармаглотище]

Сообщение от eilukha - именно так.

18.3.12 Расчёт на прочность и устойчивость элементов, усиленных способом
увеличения сечений следует выполнять с учётом напряжений, существовавших в
элементе в момент усиления (с учётом разгрузки конструкций).

[eilukha]

Это если пластика запрещена (1 класс), а при учёте пластических деформаций история загружения-усиления не влияет прочность. См. п. 4.8, 4.9, рис. 18 в Пособие по проектированию усиления стальных конструкций.

[ZVV]

Сообщение от eilukha Это если пластика запрещена (1 класс), а при учёте пластических деформаций история загружения-усиления не влияет прочность. См. п. 4.8, 4.9, рис. 18 в Пособие по проектированию усиления стальных конструкций.

Зачем пособие? В том же пункте 18.3.12 указано:

Проверку на прочность элементов, для которых согласно 18.3.10 принято одно расчетное сопротивление, кроме расчета по формулам (50), (51) и (105), допускается выполнять на полное расчетное усилие без учета напряжений, существовавших до усиления, а при проверке стенок балок на местную устойчивость допускается использовать дополнительный коэффициент условий работы 0,8.

[eilukha]

Сему подтверждение.

[IBZ]

Сообщение от Tamerlan_MZO Потому, что "условный срез". Формулы, по которым принято вести расчёт, упрощённые. Действительные формулы более громоздкие и требуют больших вычислений. Условно принято, что остальные составляющие "полной" формулы гарантированы правильным выбором материала для сварки и в расчёте не нуждаются.

Не понял, тройки нет потому, что "условный срез"? Да и о каких сложных формулах идет речь? Для напряжений там чистый сопромат, но без тройки при касательных напряжениях под корнем. Именно об этой тройке, никак не усложняющей формулу, я и задавал вопрос.

Сообщение от eilukha в чём?

Мне казалось это очевидным, но раз вопрос задан, поясняю. В том, что в первом пункте говорится что шов работает только на срез, пусть и условный, а во втором предлагается метод учета нормальных напряжений .

Сообщение от eilukha этот и все остальные Ваши вопросы/недоумения от непонимания/игнорирования каждого из слов понятия «условный срез» (применительно к угловым швам). См., например, Горева.

А без Горева можете в паре фраз объяснить что же такое этот страшный "условный срез"?

[Бармаглотище]

Сообщение от ZVV Зачем пособие? В том же пункте 18.3.12 указано:

осталось посмотреть формулы 50, 51 и 105

[ZVV]

Сообщение от Бармаглотище осталось посмотреть формулы 50, 51 и 105

Я посмотрел. Какие у вас по ним вопросы?

[Бармаглотище]

Сообщение от ZVV Я посмотрел. Какие у вас по ним вопросы?

по формулам - никаких
Теперь выясняем, надо ли тс считать свои балки с использованием этих формул.

[eilukha]

Сообщение от IBZ во втором предлагается метод учета нормальных напряжений

- там есть «тогда уж», т. е. «если уж хотите заниматься ерундой, то делайте это правильно, а не так как Вы предлагаете».

Сообщение от IBZ в паре фраз

- что происходит в угловых швах никто не знает (по причине несовпадения ЦТ критичного сечения с усилием, по причине наклонных (не нормальных) площадок разрушения, и по причине пластики в них). Поэтому усилия в них для проверки прочности принято суммировать не по правилам теорий прочности сопромата, а по Пифагору (граничная кривая - окружность - для двух усилий, граничная поверхность - сфера - для трёх усилий). По той же причине предполагается (условно, т. к. на самом деле неизвестно как), что металл в соединении работает на срез.

[Skovorodker]

Сообщение от ZVV Зачем пособие? В том же пункте 18.3.12 указано:

Сообщение от eilukha Это если пластика запрещена (1 класс), а при учёте пластических деформаций история загружения-усиления не влияет прочность. См. п. 4.8, 4.9, рис. 18 в Пособие по проектированию усиления стальных конструкций.

Спасибо. Иными словами, можно не учитывать существующие напряжения, если балка считается только в упругой стадии и только на один изгиб. Странно, одно дело если существующие напряжение составляет 20% от Ry, а другое дело, когда близко к 100%, но это никак не учитывается.

----- добавлено через 43 сек. -----

Сообщение от Бармаглотище по формулам - никаких Теперь выясняем, надо ли тс считать свои балки с использованием этих формул.

А с точки зрения выполнимости, как Вам усиление сварным швеллером (пост 28)?

----- добавлено через ~11 мин. -----

Сообщение от IBZ И последний вопрос: сварная балка подвержена чистому изгибу (два равных момента по концам) и поперечная сила вообще отсутствует. Шва не надо вовсе?

Тут мы должны сначала придумать, как этот чистый момент без других сил передать на балку (причем сделать это в невесомости), причем сразу передать соответствующие усилия сразу на полки и стенку. И тогда возможно сварные швы не понадобятся.