[Ученик 97]

Здравствуйте! Подскажите пожалуйста!
Имеется узел опирания балки сверху на колонну (пока считаю, что жесткий) . Крепление на высокопрочных болтах, без предварительного натяжения (рабочие болты). Справа связевой блок допустим 10м, слева пролет, допустим - 20м. К основной балке, опертой на колонну, приходит второстепенная балка.
Вопрос 1. На какие усилия считать данный узел?
а) на усилия в балках
б) на усилия в колонне
в) на усилия и балке и в колонне. Два раза учесть момент (разложить его на пару сил и в балке и в колонне)
г) другое
Вопрос 2. В какой момент этот "жесткий" узел превращается в шарнирный?
а) в результате раскрытия соединения, из-за упругой деформации в болтах
б) в результате раскрытия соединения, из-за податливости опорной пластины
в) этот узел однозначно жесткий
д) другое

[str02]

-второстепенная балка на главную опирается шарнирно, как ни крути.
-Главная балка проходит колонну сверху не прерываясь в узле, следовательно в ней возникает надопорный момент, воспринимаемый сечением балки.
-Узел опирания балки на колонну тут самый спорный момент. Если в узле будут подобраны болты, пластины и ребра воспринимающие момент, то возможно узел можно будет считать жестким. Но для этого егго нужно серьезно переработать. Данный узел опирания я бы считал как шарнирный. Сечения элементов от этого не изменятся, изменится расчетная схема конструктива в целом.

[Манифест]

Сообщение от Ученик 97 Крепление на высокопрочных болтах, без предварительного натяжения (рабочие болты)

Высокопрочные болты как бы подразумевают предварительное натяжение (хотя х.з. надо почитать нормативку)

Сообщение от str02 -второстепенная балка на главную опирается шарнирно, как ни крути.

да, согласен.

Сообщение от str02 Данный узел опирания я бы считал как шарнирный.

В качестве опирания на колонну считал бы как жесткий

----- добавлено через ~15 мин. -----
Забыл написать, главная балка усилена ребром и на опорную реакцию можно не считать (не ориентируюсь пока по нагрузкам, но конструктивно наверно так), следовательно считаем только болты

[master_luc]

Узел однозначно полужесткий
Расчет вести на усилия в примыкающих снизу к балке элементов
На рисунке - отсутствует поперечка - 90-15 тс не равно нулю
Кроме этого, возможно появление момента в колонне при одностороннем нагружении балки
кроме этого усилия в раскосе не видно - а оно должно быть.
ИМХО

[slava_lex]

Нагрузки странные мягко говоря..
Что касается узла то при расчете конструкций его стоит считать шарнирным (без пред напряжения узел раскроется). А вот при расчете болтов считать как жесткий, узел рассчитывается на момент в колонне

[Nagay]

Сообщение от slava_lex Нагрузки странные мягко говоря.. Что касается узла то при расчете конструкций его стоит считать шарнирным (без пред напряжения узел раскроется). А вот при расчете болтов считать как жесткий, узел рассчитывается на момент в колонне

Странный пост, мягко говоря. Если конструкцию считать шарнирной, то зачем болты считать на момент, которого нет? Да и раскрытие здесь никаким боком, болты-то без преднапряжения идут (в зарубежной практике в зданиях без динамики все фланцевые узлы идут без преднапряга и считаются жесткими)...Как писали ранее, узел действительно полужесткий, но на практике от такого определения стараются уходить и считать по классике. В данном случае узел нужно считать жестким, на расчетный момент (не забывать про остальные усилия) посчитать компоненты узла (в первую очередь, компонетны колонны, во вторую балки - стенка, ответные ребра). По нашим нормам корректно сделать это будет сложно, поэтому Еврокод вам в помощь.

[Andrey88]

Узел в состоянии не равновесия, не хватает усилий в связи.
Когда их добавишь, то результирующие усилия выше и ниже узла будут одинаковыми - считать по любым.

Для жесткости узла не хватает ответных ребер в балке над полками колонны.

Offtop:

Сообщение от Манифест Высокопрочные болты как бы подразумевают предварительное натяжение (хотя х.з. надо почитать нормативку)

просто так принято - если контролируемое натяжение - то ВПБ. По факту можно напрягать и 5.8, а можно срезать 10.9, препятствия к этому только в том, что серий с преднатягом 5.8 нет и не будет, придется считать самому.

Andrey88, +1

[Nagay]

Сообщение от Andrey88 Для жесткости узла не хватает ответных ребер в балке над полками колонны.

Безусловно, это может повысить жесткость узла, только не зная толщины полки балки и фланца колонны говорить о необходимости ответных ребер рановато. Их постановка вобще нежелательна, тк создаст трудности монтажа второстепенной балки + увеличит трудоемкость изготовления. В таком случае возможно, что самым "слабым" компонентом окажется именно полка балки, по которому будет определен воспринимаемый момент.

[Ученик 97]

Сообщение от Andrey88 Узел в состоянии не равновесия, не хватает усилий в связи. Когда их добавишь, то результирующие усилия выше и ниже узла будут одинаковыми - считать по любым. Для жесткости узла не хватает ответных ребер в балке над полками колонны.

Да, согласен, забыл написать. Усилия условные , допустим в связи +56т , но тогда сумма проекций на ось Х не равна 0 =) не в этом суть. Меня момент больше всего волнует, который есть как бы есть и которого как бы нет. Если учитывать момент в балке, то 8 болтов работают на срез. Если учитывать момент в колонне, тогда 4 болта работают на растяжение от момента (пропорционально паре сил).

Сообщение от str02 -второстепенная балка на главную опирается шарнирно, как ни крути. -Главная балка проходит колонну сверху не прерываясь в узле, следовательно в ней возникает надопорный момент, воспринимаемый сечением балки. -Узел опирания балки на колонну тут самый спорный момент. Если в узле будут подобраны болты, пластины и ребра воспринимающие момент, то возможно узел можно будет считать жестким. Но для этого егго нужно серьезно переработать. Данный узел опирания я бы считал как шарнирный. Сечения элементов от этого не изменятся, изменится расчетная схема конструктива в целом.

Вы считаете узел шарнирным потому что в болтах возникнет упругая деформация и соединение раскроется? Но до этого, соединение способно ведь воспринимать момент?

[slava_lex]

Сообщение от Nagay Странный пост, мягко говоря. Если конструкцию считать шарнирной, то зачем болты считать на момент, которого нет?

Я не говорил что момента там нет, я говорю что в конечном счете его там не будет из за раскрытия соединения. Т.е из за податливости (раскрытия) узла момент в заделке будет стремиться к шарниру и узел при расчете самих несущих конструкций я бы принял шарнирным. Но если не обеспечить несущую способность болтов на момент, то они порвуться и тут уже никакого перераспределения моментов в опоре в сторону шарнира не будет, потому что конструкция выйдет из строя

----- добавлено через ~7 мин. -----
Шарнир жесткая заделка понятия условные, но мне думается что угол поворота вызванный раскрытием очень сильно приблизит конструкцию к углу поворота при шарнирной схеме

----- добавлено через ~17 мин. -----

Сообщение от Ученик 97 Да, согласен, забыл написать. Усилия я условно писал, допустим в связи растяжение 56т , связи под углом в 45 градусов. Но тогда проекция на ось Х не равно 0 =) не в этом суть. Меня момент интересует больше всего, который есть и которого, как бы нет. Если брать момент в балке, то болты работают на срез 8 шт , если брать момент в колонне, то болты работают на растяжение 4 штуки, пропорционально, разложенной паре сил.

Считать узел на максимальный момент в балке было бы неверно, для простого случая неразрезной балки соединение нужно считать на разность моментов в балке поразные стороны от опоры, т.е момент в колонне

----- добавлено через ~29 мин. -----
И болты на срез всё равно работать будут, только не от момента, а от поперечной силы в колонне

[Nagay]

Сообщение от slava_lex Но если не обеспечить несущую способность болтов на момент

На какой момент собираетесь считать болты, если в расчетной схеме у вас шарнир?...Я отвечу за вас. Не нужно мудрить с раскрытиями, которые не можете количественно оценить и тд, и лезть в дебри углов поворотов (это все примочки полужестких узлов, от которых, повторюсь, грамотные конструктора стараются уходить), все достаточно просто. Если ТС нужен в раме жесткий узел, он в расчетной схеме его таким принимает, получает значение момента и на него считает компонеты узла (фланец, болты, ребра, стенку, полку, сварку и тд). По самому слабому определяется воспринимаемый узлом момент и сравнивается с расчетным. При необходимости производится доработка компонентов узлов, чтобы воспринимаемый и расчетный моменты сравнялись (увеличить толщины, диаметры, марки стали и тд). И на этом усе

[slava_lex]

Сообщение от Nagay На какой момент собираетесь считать болты, если в расчетной схеме у вас шарнир?.

Сообщение от slava_lex Нагрузки странные мягко говоря.. Что касается узла то при расчете конструкций его стоит считать шарнирным (без пред напряжения узел раскроется). А вот при расчете болтов считать как жесткий, узел рассчитывается на момент в колонне

Грамотные конструкторы не делают рамные болтовые стыки без пред напряжения!!!
Если хотите то наиболее верная логика тут следующая:
1. При компоновке каркаса считать узел шарнирным, соответсвенно делать вывод о необходимости жесткой базы, или вертикальных связей. Сделать расчет стоек, балок на усилия при шарнирном узле
2. Задать схему с жестким узлом и посчитать болты на действие момента который возникнет при такой схеме. Для спокойного сна никто не запрещает дополнительно проверить стойки, балки при такой схеме
В сухом остатке имеем раму которая даже при шарнирном узле не станет геометрически изменяемой, при этом способна воспринять усилия характерные для расчетных схем при жестком и шарнирном узле.

[Nagay]

Сообщение от slava_lex Грамотные конструкторы не делают рамные болтовые стыки без пред напряжения!!!

Расскажите этой западным инженерам, которые уже не один десяток лет так делают и при этом получают в разы меньше гемора с фрезеровкой, подготовкой болтов и тд, что соответственно экономит средства. С преднапрягом только при динамических нагрузках (вибрация от оборудования и тд).

Сообщение от slava_lex 2. Задать схему с жестким узлом и посчитать болты на действие момента который возникнет при такой схеме.

Что делать с вашим расчетом ТОЛЬКО болтов, если первыми порвутся сварные швы или разрушится фланец или полка балки? Не фантазируйте, а лучше посмотрите в источниках, как делается расчет жестких фланцевых узлов без контр. натяжения болтов и не путайте людей

[slava_lex]

Ну да верно говорите про расчет фланцев, швов и прочих элементов стыка, забыл просто написать но логика от этого общая не меняется

----- добавлено через ~1 ч. -----

Сообщение от Nagay Не фантазируйте, а лучше посмотрите в источниках, как делается расчет жестких фланцевых узлов без контр. натяжения болтов и не путайте людей

Благо добрался до компьютера, так что начнем по делу:
1. п.1.2-1.3 Рекомендации по расчету,проектированию, изготовлению и монтажу фланцевых соединений, ЦНИИПСК
2. п.5.6 серия 1.420.3-15 в.1
3. п.15.9 СП 16.13330.2011
Вот такие вот фантазии у меня

[Nagay]

Сообщение от slava_lex лаго добрался до компьютера, так что начнем по делу: 1. п.1.2-1.3 Рекомендации по расчету,проектированию, изготовлению и монтажу фланцевых соединений, ЦНИИПСК 2. п.5.6 серия 1.420.3-15 в.1 3. п.15.9 СП 16.13330.2011 Вот такие вот фантазии у меня

Это касается фланцевых узлов с контролируемым натяжением болтов. Разве у ТС с преднапрягом узел или я не умею читать?

Сообщение от Ученик 97 Крепление на высокопрочных болтах, без предварительного натяжения (рабочие болты)

Сообщение от Nagay расчет жестких фланцевых узлов без контр. натяжения болтов

Сообщение от Nagay По нашим нормам корректно сделать это будет сложно, поэтому Еврокод вам в помощь.

Надеюсь, теперь понятно, а то уже сил нет по клаве стучать

[slava_lex]

Дальше вопрос,
1. как вы в вашем жестком раскрывающемся узле будете обеспечивать восприятие поперечной силы, болты несут, узел жесткий, да вот в гор плоскости ничего не держит
2. Вот вы считаете его как жесткий,и на волне эйфории от сего факта решили запроектировать шарнирную базу (а вдруг, нам же нужно на фундаменте сэкономить), и вот оказывается что балки то имеют вполне себе соотносящуюся с шарнирно опертой неразрезной балкой картину деформирования моментов и стойки то на самом деле не стали момент воспринимать (они же не знают что должны) и как все это поехало весело и дружно

----- добавлено через ~3 мин. -----
Так я вам об этом и бьюсь написать, что у автора ни фига не жесткий узел, если без преднапряга. он раскроется и перестанет момент воспринимать, станет шарниром. Но до того как раскроется болты воспримут усилие от момента.

----- добавлено через ~5 мин. -----
И дальше совершенно рабочий подход

Сообщение от slava_lex Если хотите то наиболее верная логика тут следующая: 1. При компоновке каркаса считать узел шарнирным, соответсвенно делать вывод о необходимости жесткой базы, или вертикальных связей. Сделать расчет стоек, балок на усилия при шарнирном узле 2. Задать схему с жестким узлом и посчитать болты на действие момента который возникнет при такой схеме. Для спокойного сна никто не запрещает дополнительно проверить стойки, балки при такой схеме

[Nagay]

Сообщение от slava_lex 1. как вы в вашем жестком раскрывающемся узле будете обеспечивать восприятие поперечной силы, болты несут, узел жесткий, да вот в гор плоскости ничего не держит

Болты на срез/смятие с минимальными усилиями растяжения от момента с полным значением, остальные с пониженным (по треугольной или близкой эпюре изгиба фланца)

Сообщение от slava_lex и вот оказывается что балки то имеют вполне себе соотносящуюся с шарнирно опертой неразрезной балкой картину деформирования моментов и стойки то на самом деле не стали момент воспринимать (они же не знают что должны) и как все это поехало весело и дружно

Не совесем понял. что имеется ввиду, особенно вот это

Сообщение от slava_lex балки то имеют вполне себе соотносящуюся с шарнирно опертой неразрезной балкой картину деформирования моментов

[slava_lex]

Я имею ввиду что понятно что нельзя назвать шарниром это соединение. Но в моем понимании он скорее шарнир чем жесткая заделка, а если так то схема геометрически изменяемая при отсутствии верт связей или жестких баз.

----- добавлено через ~1 мин. -----
Для сараев может и жесткая задела, но с их проектированием мне сталкиваться не приходилось

[Nagay]

Сообщение от slava_lex Так я вам об этом и бьюсь написать, что у автора ни фига не жесткий узел, если без преднапряга. он раскроется и перестанет момент воспринимать, станет шарниром. Но до того как раскроется болты воспримут усилие от момента.

Слушайте, в Европе, Австралии, США и тд уже давным-давно проектируют жесткие фланцевые узлы БЕЗ контролируемого натяжения болтов. В проекте прописывается определенное значение крутящего момента для предотвращения самоотвинчивания гайки (там есть ряд других способов этого избежать). Но в расчете это никак не учитывается. Те болты в расчете идут как БЕЗ преднатяга. Раскрытие при этом никакой роли не играет, тк нет преднапряга и болты включаются в работу СРАЗУ после действия внешней нагрузки (а не "ждут", пока произойдет "выборка" усилия сжатия фланца от преднатяга).

[slava_lex]

Как это не влияет, это раскрытие по характеру влияния на конструкции сродни пластическим деформациям в балке

[Nagay]

Сообщение от slava_lex Как это не влияет, это раскрытие по характеру влияния на конструкции сродни пластическим деформациям в балке

Как раскрытие влияет на напряженное состояние компонентов узла БЕЗ контр. натяжения болтов?

[slava_lex]

Так что при для жестой заделке условно момент на опоре равен ql2/12 а угол поворота равен 0. При раскрытии угол поворота опорного сечения не равен 0, и соответственно происходит уменьшение опорного момента

----- добавлено через ~2 мин. -----
Точно так же как в жб неразрезных ригелях раскрытие трещин на опоре

[Nagay]

Сообщение от slava_lex Так что при для жестой заделке условно момент на опоре равен ql2/12 а угол поворота равен 0. При раскрытии угол поворота опорного сечения не равен 0, и соответственно происходит уменьшение опорного момента

Вы не ответили на вопрос. В каком из компонентов узла и каким образом произойдет существенное изменение усилия/напряжения при раскрытии соединения БЕЗ контр. натяжения, что повлечет за собой уменьшение опорного момента? Вы ответите, если разберетесь в отличиях работы флацевых узов С преднатягом и БЕЗ.

[Хмурый]

Сообщение от Nagay Слушайте, в Европе, Австралии, США и тд уже давным-давно проектируют жесткие фланцевые узлы БЕЗ контролируемого натяжения болтов. В проекте прописывается определенное значение крутящего момента для предотвращения самоотвинчивания гайки (там есть ряд других способов этого избежать). Но в расчете это никак не учитывается. Те болты в расчете идут как БЕЗ преднатяга. Раскрытие при этом никакой роли не играет, тк нет преднапряга и болты включаются в работу СРАЗУ после действия внешней нагрузки (а не "ждут", пока произойдет "выборка" усилия сжатия фланца от преднатяга).

и у нас есть давно: использование высокопрочных болтов в соединениях без контролируемого натяжения.

[slava_lex]

Абстрогируемся от конкретного примера, и рассмотрим случай соединения балки в пролете
Рассмотрим два случая:
1. Соединения нет
В поясе балки возникают напряжение допустим 310 мпа, модуль упругости 2,06*10^5 мпа.
При таких напряжениях и модуле упругости пояс имеет какое то удлинение
2. Соединение на фланцах без преднапряжения
В болте 40х селект действует напряжение 750мпа, модуль упругости 2,14*10^5 мпа
Соответсвенно удлинение болта будет больше удлинения пояса балки без соединения в (750/310)*(2,06/2,14)=2,32 раза (и это я еще марку стали основной балки С345 взял, а если бы с255?)
Получается что соединение обладает относительным удлинением в 2,32 раза больше чем должно иметь для того что бы считаться жестким эквивалентом упруго работающей балки из 1 случая

[Бахил]

Ученик 97, "розовые болты" считай на сдвиг от усилия 75т
Offtop: Всё остальное - туфта.

[Nagay]

Сообщение от Хмурый и у нас есть давно: использование высокопрочных болтов в соединениях без контролируемого натяжения.

Есть конечно, только нет нормативно оформленной методики расчета фл узлов без преднатяга

Сообщение от slava_lex Абстрогируемся от конкретного примера, и рассмотрим случай соединения балки в пролете Рассмотрим два случая: 1. Соединения нет В поясе балки возникают напряжение допустим 310 мпа, модуль упругости 2,06*10^5 мпа. При таких напряжениях и модуле упругости пояс имеет какое то удлинение 2. Соединение на фланцах без преднапряжения В болте 40х селект действует напряжение 750мпа, модуль упругости 2,14*10^5 мпа Соответсвенно удлинение болта будет больше удлинения пояса балки без соединения в (750/310)*(2,06/2,14)=2,32 раза (и это я еще марку стали основной балки С345 взял, а если бы с255?) Получается что соединение обладает относительным удлинением в 2,32 раза больше чем должно иметь для того что бы считаться жестким эквивалентом упруго работающей балки из 1 случая

Это все хорошо, только может есть смысл перед своими расчетами изучить уже имеющиеся материалы, где все разложено по полочкам? Может, тогда и считать ничего не надо будет. А то, видно, вы хотите пройти весь путь сначала (следующим шагом по идее должно быть теоретическое обоснование, потом эксперимент - может и жизни не хватит)...Если брать ваш расчет, то вы не учитываете жесткость фланца и совместную работу болтов, что можно сделать только экспериментально

----- добавлено через ~6 мин. -----

Сообщение от Бахил Ученик 97, "розовые болты" считай на сдвиг от усилия 75т Offtop: Всё остальное - туфта.

Offtop: Круть! У Бахила как всегда есть аспирин на любую головную боль

[slava_lex]

В общем только лбами биться будем сейчас я исхожу из тех нормативов, рекомендаций,справочников и серий с которыми сталкивался. Насчет обязательной его верности утверждать не буду, но я пока не увидел аргументов в пользу того что бы считать данный стык рамным.

Сообщение от Nagay Это все хорошо, только может есть смысл перед своими расчетами изучить уже имеющиеся материалы, где все разложено по полочкам? Может, тогда и считать ничего не надо б

Если дадите ссылку по возможности почитаю)

[master_luc]

Сообщение от Бахил Ученик 97, "розовые болты" считай на сдвиг от усилия 75т Offtop: Всё остальное - туфта.

и уменьшите количетство болтов до 4, т.е. убрать по два болта снаружи колонны - и будет вам "шарнир"

[Nagay]

Сообщение от slava_lex Если дадите ссылку по возможности почитаю)

Тута все написано
BS-EN1993-1-8_2005 Design of Joints
На форуме это уже мусолилось, кажется

[ASSIS]

Сообщение от Nagay В проекте прописывается определенное значение крутящего момента для предотвращения самоотвинчивания гайки (там есть ряд других способов этого избежать)

Добрый вечер! Интересная тема затронута. Очень хочеться для общего развития глянуть на зарубежный проек с такими указаниями.
Мое мнение по поводу узла: не ясно, зачем такой сложный узел примыкания балки к колонне в том случае, если узел считать шарнирным. В шарнирном узле необходимо оставить возможность поворота балки относительно колонны например, через центрирующую прокладку. Зачем жесткий узел при наличии вертикальной связи?
Если автору "хочеться" выполнить жесткий узел - необходимо учесть то, что расчетная длинна колонны в составе рамы увеличится до 2.5....3.0 в зависимости от соотношения жесткостей колонн и балок рамы.

[REDS]

Конструктор решает нужен ему рамный или шарнирный узел и соответственно такой и конструирует.
В данном случае узел опирания главной балки на колонну рамным считать было бы неверно. Пока это промежуточный вариант и посему лучше его считать шарнирным, либо доработать до гарантированно рамного.

[lexabelic]

А если повернуть картинку? Узел недожесткий, ребер ведь нет - отгиб полок балки, возможно перенапряжение стенки. Вон у вас ребро в колонне, по высоте фасонки (еще вопрос, работает ли оно - но вы его поставили), поставьте ребра и в балке.
Про преднатяжение болтов - уже старо как мир. Если болты расчетные и работают на растяжение - должны быть затянуты на усилие из условия нераскрытия стыка, хоть бы они класса прочности 3.6, хоть высокопрочные.

[Nagay]

Сообщение от ASSIS Очень хочеться для общего развития глянуть на зарубежный проек с такими указаниями

Такого проекта к сожалению нет, поищите у Астрона, Линдаба, только не монтажные схемы, а технические указания к монтажу

Сообщение от lexabelic хоть бы они класса прочности 3.6, хоть высокопрочные

Я бы так не разгонялся, по крайней мере ЕС3 запрещает использовать ниже 8.8 для соединений с контр. натяжением

[Бахил]

Offtop: Оказывается всё туфта.
Узел сконструирован неправильно. Левая балка должна примыкать к колонне жёстко, правая шарнирно.

[Andrey88]

Сообщение от ASSIS Если автору "хочеться" выполнить жесткий узел - необходимо учесть то, что расчетная длинна колонны в составе рамы увеличится до 2.5....3.0 в зависимости от соотношения жесткостей колонн и балок рамы.

С чего это она увеличится при наличии связи?

[Nagay]

Сообщение от Бахил Узел сконструирован неправильно. Левая балка должна примыкать к колонне жёстко, правая шарнирно.

Offtop: К черту узел, это еще один повод помусолить избитые темы, как пивка попить с корешами

[Ph.D_Steel]

Вопрос 1. На какие усилия считать данный узел?
Другое. Узлы рассчитываются на комбинации нагрузок, а не на "все вместе, чтобы было крепче".
Вопрос 2. В какой момент этот "жесткий" узел превращается в шарнирный?
Другое. Этот узел является "упругим", т.е. имеет конечную жесткость. Если затянуть его высокопрочными болтами, то первая "полетит" стенка главной балки, т.к. она на закреплена ребрами для восприятия момента.
P.S. ТС , я бы такой узел не принимал, а привел его или к шарнирному (рис.1) или к рамному (рис.2)(с ребрами на опорах) узлам. А также, как мне кажется из компоновки узла, научился в расчетных программных комплексах устанавливать шарниры в узлах