[injenerkin]

Здравствуйте, инженеры!

По профилю совсем не металлист, но заставили посчитать сварную мет балку пролетом 16,6м, а последний раз я это делал в курсовом по металлам.
нагрузки:
нормативная 7,1т/м
расчетная 8,7т/м

Балка работает по балочной схеме.

Оцените пожалуйста... может какие ошибки есть или добавить ребер надо или еще что?
И как ее лучше опереть на оголовок ж.б колонны?

[Leonid555]

Сообщение от Ильнур А вот тут не совсем так: сжатый пояс потеряет устойчивость, поворачивая сечение.

А как он его повернет, если сечение балки неискажается, а растянутый пояс несмещается по горизонтали? Двигаться в вертикальной плоскости сжатый пояс не может - его стенка не пускает. А значит и просто по дуге окружности он перемещаться не может. В противном случае - это "небалка" с гнущейся из своей плоскости стенкой.
Кстати, в Еврокоде скорее всего и боятся поведения балок как "небалок". Вот поэтому и требуют закреплять и от смещения поясов и от поворота сечения балки.

[Ильнур]

Сообщение от Leonid555 А как он его повернет, если сечение балки неискажается, а растянутый пояс несмещается по горизонтали? ...

Необязательно фоме сечения изменяться. Сечение в цельности и сохранности поворачивается вокруг ц.т. нижней полки (полка, как и все сечение, по условию не закреплено от поворота)
Вот рис.5.10 из Горева, т.1, стр. 209: это потеря устойчивости при отсутствии раскреплений. Как видим, нижняя полка выгибается меньше, чем верхняя, т.к. происходит поворот. Т.е. разница между выгибами верха и низа определяется свободой поворота.
Поэтому, скорее всего, закрепив н.п. только отсмещения, мы все же будем иметь эту разницу. Разумеется, выгиб верхней полки уменьшится - другими словами, раскрепление нижней плки от смщения несколько повышает устойчивость. Но не в той степени, как раскрепление в.п. (разумеется только от смщения).
Насчет искажения сечения - давайте отвлечемся от этого - представим, например что понаставлены ребра и ничего не искажается.

[Leonid555]

Сообщение от Ильнур Насчет искажения сечения - давайте отвлечемся от этого - представим, например что понаставлены ребра и ничего не искажается.

Так я об этом и говорю.

Сообщение от Ильнур Сечение в цельности и сохранности поворачивается вокруг ц.т. нижней полки (полка, как и все сечение, по условию не закреплено от поворота)

Вовсе не вокруг ц.т. в том общем случае из Горева, на который вы ссылаетесь.

Сообщение от Ильнур Т.е. разница между выгибами верха и низа определяется свободой поворота.

Это как раз определяется свободой горизонтального смещения поясов.

При раскреплении от горизонтального смещения нижнего пояса балки ее верхний сжатый пояс будет вынужден стремиться двигаться по дуге окружности, описанной вокруг ц.т. нижней полки. При этом верхнему поясу придется смещаться вниз, а вниз его не пускают стенка, ребра и все что там еще понаставили. Разумеется, и крутильную жесткость балки придется учитывать, а вот об этом в нашем СНиП нет ни слова. Свободно повернуться вокруг ц.т. растянутого пояса у балки не получится. Ну а если нижний пояс закрепить и от горизонтального смещения и от поворота - тогда совсем хорошо.
Вот и получается, что в принципе - необязательно закреплять вот именно сжатый пояс балки, можно и растянутый пояс закрепить. Хотя СНиП нас нацеливает закреплять сжатый пояс и о кручении балок вопрос не рассматривает.
Ильнур, можно изобрести много конструкций, которые с точки зрения НОРМ будут считаться ненадежными. Вы привели примеры - и я их привел.
Можно долго рассуждать о праве на существование таких конструкций , но это дело неблагодарное. А вот для понимания работы конструкции такие "упражнения для ума" очень даже полезны.

[IBZ]

Сообщение от Leonid555 Разумеется, и крутильную жесткость балки придется учитывать, а вот об этом в нашем СНиП нет ни слова. .......................................................................................... Хотя СНиП нас нацеливает закреплять сжатый пояс и о кручении балок вопрос не рассматривает.

СНиП, действительно, ничего не говорит о кручении, но в формулах его учет в неявном виде всенепременно присутствует. Это совершенно явно следует из вывода формулы - смотрите из современных В.В.Горева, а если обращаться к классике, то В.З.Власова.

[Ильнур]

Сообщение от Leonid555 ..Вовсе не вокруг ц.т. в том общем случае из Горева, на который вы ссылаетесь.

Мы ведь с п.58 говорим о случае с раскрепленным только от смещения нижним поясом. Причем тут общий случай?

Сообщение от Leonid555 ..Это как раз определяется свободой горизонтального смещения поясов.

Если закрепить только от поворота, пояса могут смещаться вбок одинаково. Значит, разность выпучивания определяетсявсе-таки свободой поворота. Имеем кручение.

Сообщение от Leonid555 .. Вот и получается, что в принципе - необязательно закреплять вот именно сжатый пояс балки, можно и растянутый пояс закрепить..

Получается наоборот - мы же вроде все это только что увидели.

Сообщение от Leonid555 .. для понимания работы конструкции такие "упражнения для ума" очень даже полезны.

Весьма полезны.
Насчет кручения: Разработчик вроде говорил, что наоборот, у немцев учет кручения дает до 20 % экономии. Точно не помню.

[Leonid555]

Сообщение от Ильнур Мы ведь с п.58 говорим о случае с раскрепленным только от смещения нижним поясом. Причем тут общий случай?

Вы именно на общий случай в п.62 и ссылаетесь. И картинку из Горева именно для нераскрепленной балки и общего случая привели.

Сообщение от Ильнур Если закрепить только от поворота, пояса могут смещаться вбок одинаково.

Могут одинаково сместиться оба пояса в одну сторону, т.к. мы условились, что сечение не искажается. Тогда балка вообще не повернется, но она все равно стремится выйти из под нагрузки. При этом сечение балки все равно уйдет в сторону и вниз (прогиб вертикальный никто не отменял).

Сообщение от Ильнур Сообщение от Leonid555 .. Вот и получается, что в принципе - необязательно закреплять вот именно сжатый пояс балки, можно и растянутый пояс закрепить.. Сообщение от Ильнур Получается наоборот - мы же вроде все это только что увидели.

Как раз увидели, что можно и растянутый пояс раскрепить. Просто вы считаете, что это менее эффективно.

Сообщение от Ильнур Поэтому, скорее всего, закрепив н.п. только отсмещения, мы все же будем иметь эту разницу. Разумеется, выгиб верхней полки уменьшится - другими словами, раскрепление нижней плки от смщения несколько повышает устойчивость. Но не в той степени, как раскрепление в.п. (разумеется только от смщения).

Это ваши слова.

Ильнур, раскрепить балку от потери устойчивости при изгибе можно разными способами. По моему - мы это уже выяснили. В Нормах указано, что надо раскреплять именно сжатый пояс. Исходят из того, что так надежнее. Другие варианты раскрепления не рассматривают. Хотя теоретически - они могут существовать.

[IBZ]

Сообщение от Leonid555 Ильнур, раскрепить балку от потери устойчивости при изгибе можно разными способами. В Нормах указано, что надо раскреплять именно сжатый пояс. Исходят из того, что так надежнее. Другие варианты раскрепления не рассматривают. Хотя теоретически - они могут существовать.

Где тут и свою подпись поставить?

[Leonid555]

Сообщение от IBZ Где тут и свою подпись поставить?

Благодарю IBZ. Хорошо - хоть вы со мной согласились.

[Ильнур]

Сообщение от Leonid555 Вы именно на общий случай в п.62 и ссылаетесь. И картинку из Горева именно для нераскрепленной балки и общего случая привели..

Общий случай привел для того, чтобы видеть, что будет в частном. Там же написано по-русски: "Т.е. разница между выгибами верха и низа определяется свободой поворота. Поэтому, скорее всего, закрепив н.п. только отсмещения, мы все же будем иметь эту разницу. Разумеется, выгиб верхней полки уменьшится - другими словами, раскрепление нижней полки от смещения несколько повышает устойчивость. Но не в той степени, как раскрепление в.п. (разумеется только от смещения)."

Сообщение от Leonid555 ... При этом сечение балки все равно уйдет в сторону и вниз (прогиб вертикальный никто не отменял)...

И это тоже описано - см. выше: "другими словами, раскрепление нижней полки от смещения несколько повышает устойчивость. Но не в той степени, как раскрепление в.п. (разумеется только от смщения)." Где тут отменен прогиб?

Сообщение от Leonid555 Как раз увидели, что можно и растянутый пояс раскрепить. Просто вы считаете, что это менее эффективно....

Что значит неэффективно? Или что значит я считаю - так оно и есть, как видите. Просто недостаточно! Т.е. при отсутствии закрепления от поворота и наличии только раскрепления н.п. от смещения Lef не будет соответсвовать истине.

Сообщение от Leonid555 ... В Нормах указано, что надо раскреплять именно сжатый пояс. Исходят из того, что так надежнее. Другие варианты раскрепления не рассматривают. Хотя теоретически - они могут существовать.

Вот в этом моменте и я роюсь - ведь Еврокодах непременно приписывается: "и от поворота".
IBZ:

Где тут и свою подпись поставить?

Вы только что говорили, что при выводе СНиПовских формул учитывалось работа на кручение; действительно, в Гореве прямо написано: расчетная длина от точки до точки, раскрепленных ОТ ПОВОРОТА. Я как понял, Тимошенко в 1905 г. рачет делал именно с учетом закрепления опорных сечений ОТ ПОВОРОТА?

[Посетитель]

Сообщение от Ильнур в Гореве прямо написано: расчетная длина от точки до точки, раскрепленных ОТ ПОВОРОТА.

А где там именно написано? На с. 239 ни слова про поворот, только про смещение.

Сообщение от Ильнур Я как понял, Тимошенко в 1905 г. рачет делал именно с учетом закрепления опорных сечений ОТ ПОВОРОТА?

ОПОРНЫХ сечений. Так делал не только Тимошенко, но и др. исследователи, потому что для других более сложных граничных условий замкнутое решение задачи получить трудно.
Но мы то говорим про раскрепление в середине пролета.
Если раскрепить в середине пролета то никакого кручения не будет. Т.к. не будет смещения ц.т. из плоскости (эксцентриситета нагрузок, к-й подкручивает сечение).

[Ильнур]

Сообщение от Посетитель А где там именно написано? На с. 239 ни слова про поворот, только про смещение...

Не на с.239, а на с.210 - см. прилож.

Сообщение от Посетитель Но мы то говорим про раскрепление в середине пролета. Если раскрепить в середине пролета то никакого кручения не будет. Т.к. не будет смещения ц.т. из плоскости (эксцентриситета нагрузок, к-й подкручивает сечение).

Возможно, Вы правы. Возможно, нет - вот в чем вопрос
Полезно почитать вот это: http://forum.dwg.ru/showthread.php?t...E%F2%E0&page=5

[parabellum762]

Люди!

А если в энту балку бетону налить?
Вместо ребер жесткости?

Недавно с таким же почти случаем столкнулся. По расчету на 2 предельных состояния получается либо огромадного веса двутавр, либо сварная тонюууусенькая конструкция, которая однозначно не пройдет на устойчивость (достаточная толщина стенки у меня получилась 2 мм при высоте балки 400).
И я подумал - положить готовую балку "на бок", приварить куски арматуры ф5 через каждые 0,5 метра, и тупо налить бетончику в полбалку.
Потом повернуть на 180, и во вторую половинку - точно так же.

Жесткость и устойчивость конструкции должна вырасти В РАЗЫ, так ведь?..
но как это чудо считать?... И надо ли его считать, или "да никуда она не денется"? ))))

[Разработчик]

Бегло просмотрел. Не понял почему снова возникли споры и не понял про что.
1. Про кручение в СНиПе ничего не написано, полагаю, специально: чтобы не создавали строительные конструкции, в которых двутавры да швеллеры подвергались кручению. Это в машиностроении крутить принято, но там все, что крутится - круглое.
2. Все, что написано в СНиПе, у Тимошенко, у Власова про изгибную, крутильную и изгибно крутильную формы потери устойчивости стержней, основано на предположении о неизменности контура поперечного сечения. Поэтому ситуацию, когда один пояс остается горизонтальным, а другой куда-то съезжает, никак невозможно посчитать по формулам приведенных выше источников. В этом случае можно:
а) Использовать МКЭ, собрав стержень из оболочечных элементов.
б) Заглянуть в Еврокод 3, часть 1-3 (гнутики). Там много всяких схем по учету "Local buckling modes" и "Distortional buckling modes". Принципиально они все равно опираются на теорию пластин и оболочек.
3. Тема "закреплен от смещения", "закреплен от поворота" и "закреплен от смещения и поворота", мне кажется, уже раскрыта с приведением результатов расчета в упоминавшейся ветке. В Еврокоде 3 формулировка точная: не будет потери устойчивости, если есть сплошное закрепление от смещения и поворота - это совершенно очевидно, т.к. нулевые перемещения и повороты и есть тривиальное решение уравнений возмущенного состояния. Более того, в Еврокоде 3 еще и даны формулы, позволяющие оценить: можно ли конкретные характеристики жесткости настила считать достаточными для закрепления от смещения и поворота. В нашем СНиПе предпочли обтекаемую "технологическую" формулировку: сварка, болты, саморезы (с какой частотой, по одной линии или по двум?) потому, что мы не педантичные немцы, а творчески мыслящий народ
4. Если в местах раскрепления обеспечивается полное закрепление (и от поворота и от смещения), то совершенно неважно, какой из поясов раскреплен, т.к. граничные условия будут формулироваться одинаково. Если же закрепление только частичное (или поворот или смещение), то конечно критическая нагрузка потери устойчивости будет зависеть от того, какая точка сечения закреплена, т.к. одно из граничных условий будет представлять собой геометрическую связь между смещением и поворотом. При этом большая критическая нагрузка, естественно, получается при частичном закреплении сжатого пояса, а поскольку абсолютно жестких закреплений не бывает, то и пишут в СНиПе на всякий случай про раскрепление именно сжатого пояса.

[Посетитель]

Сообщение от Разработчик В нашем СНиПе предпочли обтекаемую "технологическую" формулировку: сварка, болты, саморезы (с какой частотой, по одной линии или по двум?) потому, что мы не педантичные немцы, а творчески мыслящий народ

В новом 2010 СНиПе подправили вроде и распорки нужно проверять.
Касатьльно действующего СНиПа, по-моему применительно к элемаентам ферм есть, что раскрепление профлистом учитывается при креплении его саморезами через волну

[таи]

Сообщение от Разработчик Про кручение в СНиПе ничего не написано, полагаю, специально: чтобы не создавали строительные конструкции, в которых двутавры да швеллеры подвергались кручению.

А нет - при всем уважении к Вам - Д.В.Бычков еще в 1962 году понял кто куды закручивается! В остальном ну нету сил с Вами споприть - умолкаю.

[Разработчик]

таи

В.Бычков еще в 1962 году понял кто куды закручивается!

При чем здесь Бычков, я про СНиП писал. А в учебниках и монографиях про теорию кручения стержней, в т.ч. и открытого профиля, кто только не отметился:
http://yandex.ru/yandsearch?p=1&text...B%D1%8F&lr=213

[IBZ]

Сообщение от Разработчик 1. Про кручение в СНиПе ничего не написано, полагаю, специально: чтобы не создавали строительные конструкции, в которых двутавры да швеллеры подвергались кручению. Это в машиностроении крутить принято, но там все, что крутится - круглое.

К сожалению, полностью исключить кручение (скорее даже стесненное, чем свободное) в строительстве не получается . Есть конструкции, которые так работают по определению. Например, подкраново-подстропильные фермы, опорные кольца силосов, криволинейные участки монорельсовых путей. Где-то удается применить замкнутые сечения и пренебречь этим фактором напрочь, а где-то и не получается. Так что молчание СНиПа - не есть хорошо. Более того, ни в одном учебнике по МК нет примера расчета с учетом бимоментов, ну по крайней мере такой пример мне не известен. Упомянули про данный фактор и пошли себе дальше. Ну хорошо, сейчас все это можно замоделировать в программах пластинчато-оболочечными элементами, но так ведь об этом еще и знать надо. Да и как потом это хоть грубо проверить, если нет ни малейшего представления о природе явления. Да что там, обычные швеллеры сплошь и рядом испытывают это самое кручение, бо вертикальная нагрузка проходит через центр тяжести или стенку, а отнюдь не через центр изгиба. Неучет этого явления (а главное замалчивание оного) до сих пор для меня загадка.

Сообщение от Разработчик Более того, в Еврокоде 3 еще и даны формулы, позволяющие оценить: можно ли конкретные характеристики жесткости настила считать достаточными для закрепления от смещения и поворота. В нашем СНиПе предпочли обтекаемую "технологическую" формулировку: сварка, болты, саморезы (с какой частотой, по одной линии или по двум?) потому, что мы не педантичные немцы, а творчески мыслящий народ

Справедливости ради следует сказать, что в СНиПе все-же есть кое-что для оценки закрепление - не закрепление. Это пункт 5.16* и в частности формулы (37 а) и (37 б). Они позволяют определить силу, которую должно воспринять раскрепление. Право не знаю, достаточно ли этого: ведь есть еще местная потеря устойчивости самого настила (если это, конечно, не железобетон).

[nsivchuk]

[quote=Разработчик;642059]Бегло просмотрел. Не понял почему снова возникли споры и не понял про что.
1. Про кручение в СНиПе ничего не написано, полагаю, специально: чтобы не создавали строительные конструкции, в которых двутавры да швеллеры подвергались кручению. Это в машиностроении крутить принято, но там все, что крутится - круглое.

Не согласен с Вами, уважаемый. Создавать строительные конструкции, работающие на кручение бывает очень даже полезно. Более того, иногда как раз очень даже полезно уменьшить сопротивляемость кручению, чтобы уменьшить материалоёмкость конструкции. В своей практике я пользовался этим приёмом многократно, когда вместо замкнутых сечений применял открытые швеллеры и двутавры. Например, стойки и ригель плоских П-образных высоких опор (трубопроводов), специально выполнял такими, чтобы опоры при депланации не передавали большие гризонтальные усилия на фундаменты. Гибкость и податливость бывают востребованы в строительных конструкциях.

[Ильнур]

Сообщение от parabellum762 ...А если в энту балку бетону налить? Вместо ребер жесткости?...

parabellum, "я дам Вам парабеллум" (с).

[Разработчик]

2 IBZ, nsivchuk

Ну не знаю тогда, почему они не написали про кручение. Ничего там сложного нет, для меня - это второй или третий (не помню уже точно) семестр сопромата. Ведь не описывается же в СНиПе, как определять моменты и поперечные силы для неразрезной балки, например. Только общие слова, что надо бы учесть все, но можно и по упругой теории. Так и с кручением: со свободным (замкнутые профили) - совсем просто, там вообще, помнится, уравнение второго порядка и, стало быть, кусочно-линейные функции, а со стесненным посложнее - уравнение шестого порядка. Но тоже не бог весть что, линейная функция и функции Крылова (произведения экспонент на синусы-косинусы), все-таки не какая-нибудь там гипергеометрическая функция И не нужно

моделировать в программах пластинчато-оболочечными элементами

мы в студенчестве и логарифмической линейкой обходились. Конечно, надо было бы в СНиПе упомянуть, как делать проверку прочности при кручении но, обратившись к Еврокоду 3, видим, что и тут ничего (кроме гаммы) нового, по сравнению с сопроматом не придумали (если не учитывать пластику): сумма касательных напряжений свободного и стесненного кручений сравнивается с Rs, а нормальные напряжения от бимомента суммируются с нормальными же от изгиба и растяжения/сжатия.