[sattva]

Необходимо подобрать сечение уголка. Расчетная схема-однопролетная балка. Пролет-6м. Нагрузка на уголок мизерная.(уголок служит обрамлением). Расчитать по прочности на изгиб и все? Нужна ли проверка на устойчивость и как ее выполнить? Заранее спасибо!

[R-buz]

В строительстве все элементы расчитываются на прочность, устойчивость и предельные перемещения

[dermoon]

Так обрамление уголок или он несущий? Если несущий - на изгиб, прочность-деформации. На устойчивость плоской формы изгиба его не посчитать, СНиП для балок из уголков об этом умалчивает. Да и не нужно. А если просто обрамление по несущей конструкции, значит конструктивно, по нужным размерам.

[Разработчик]

Действительно, если обрамление - то что там считать, разве что крепеж, чтобы вес уголка выдержал
dermoon

Если несущий - на изгиб, прочность-деформации. На устойчивость плоской формы изгиба его не посчитать, СНиП для балок из уголков об этом умалчивает.

СНиП умалчивает потому, что плоской формы изгиба у одиночного уголка не бывает, разве что равнополочный положить так ^ и нагрузить сверху, но так никто не делает и даже в этом случае плоская форма изгиба устойчивость не потеряет (если угол прямой ). А вот кручение, возникающее при нагружении не в ц.т. сечения (что конструктивно трудно выполнить) и двухосность изгиба (если не ^) учитывать надо.

[AIK]

При пролете 6м хорошо посчитанный уголок - это двутавр!

[sattva]

Так обрамление уголок или он несущий?

Прикинул, что могут на него навесить, получилось порядка 40-50 кг/п.м.

На устойчивость плоской формы изгиба его не посчитать, СНиП для балок из уголков об этом умалчивает. Да и не нужно.

Почему не нужно, поясните пожалуйста?

[Валера И]

Обрамление проема шириной 6 метров.
Я обычно закладываю двутавр. (AIK прав!)
Если есть желание учесть в работе материал стены, то флаг - в руки. Но занятие это - неблагодарное.
Короче, схему - в студию!

[Profan]

sattva не сообщил, обрамление ЧЕГО он имеет в виду.

[Дмитррр]

Добре не хорошая эта штука: уголок на изгиб... Да и нагрузка не такая и маленькая (хотя смотря какой уголок) Надо как минимум еще местную устойчивость посчитать...

[lee]

Сообщение от AIK При пролете 6м хорошо посчитанный уголок - это двутавр!

+1

[Tserber]

Сообщение от AIK При пролете 6м хорошо посчитанный уголок - это двутавр!

Ну зачем так. В рабочей плоскости (без расчета устойчивости) на 6 метров при 50кг/м проходит уголок 90х10.
P.S. лично я предпочитаю двутавр, ну или хоть швеллер.

[Tserber]

Сообщение от sattva Необходимо подобрать сечение уголка. Расчетная схема-однопролетная балка. Пролет-6м. Нагрузка на уголок мизерная.(уголок служит обрамлением). Расчитать по прочности на изгиб и все? Нужна ли проверка на устойчивость и как ее выполнить? Заранее спасибо!

Расчета уголка на устойчивость нет в принципе. Можно посчитать по гибкости.

[dermoon]

Свободно-пролетный уголок как балка не рабочий, разве что при мизерных нагрузках, иначе его перекосое...ет. При раскреплении из плоскости (например, ребра стального настила с приваркой к настилу), работает, но проверка на устойчивость не требуется. Если кому охота поиграться, посчитайте уголок МКЭ, задав как из пластин (оболочек).

[R-buz]

Tserber

Ну зачем так. В рабочей плоскости (без расчета устойчивости) на 6 метров при 50кг/м проходит уголок 90х10. ...Расчета уголка на устойчивость нет в принципе. Можно посчитать по гибкости.

Допустим, 50 кг +13.5(собств вес)=63,5 кг/м Прогиб - 4 см. Уголок расположен как L. Неужели стенка (вертикальная часть уголка) при таком прогибе не потеряет устойчивость?

[Валера И]

Сообщение от dermoon Свободно-пролетный уголок как балка не рабочий, разве что при мизерных нагрузках, иначе его перекосое...ет. При раскреплении из плоскости (например, ребра стального настила с приваркой к настилу), работает, но проверка на устойчивость не требуется. Если кому охота поиграться, посчитайте уголок МКЭ, задав как из пластин (оболочек).

Согласно орфографическому словарю, слово перекосое...ет пишется как перекосоё...ит. Давайте изъясняться грамотным техническим языком.

[Разработчик]

Неужели стенка (вертикальная часть уголка) при таком прогибе не потеряет устойчивость?

Стенки и полки ПРОКАТНЫХ профилей на устойчивость проверять не требуется. Размеры проката подбираются так, что при любом напряженном состоянии текучесть (проверка по прочности) наступает раньше, чем локальная потеря устойчивости. Разумеется, любой, кто видел согнутый уголок скажет, что произошла локальная потеря устойчивости, только происходит она после достижения предела текучести. Таким образом, проверки прочности для прокатных профилей достаточно.

[dermoon]

Извиняюсь, но это у меня профессиональное, почти каждый день на стройке бываю, с мастерами общаюсь, на ихнем языке А "е" и "ё" сейчас, вроде, не различаются, допускается писать все как "е".

[dermoon]

Раз уж зашла речь о использовании уголков в качестве балок, припомнилось одно любопытное перекрытие. Там строители, за неимением швеллеров или двутавров для прогонов, додумались вот до чего (см. картинку). Вся фишка в том, что плитки к уголку не приварены, т.е. расчет на устойчивость плоского изгиба требуется, но как это сделать? Задачка мной до сих пор не решенная.
[ATTACH]1188359298.gif[/ATTACH]

[AIK]

Сообщение от dermoon расчет на устойчивость плоского изгиба требуется, но как это сделать? Задачка мной до сих пор не решенная.

Требуется проверка полки уголка на отгиб. И самого уголка на изгиб с кручением. Гадкая конструкция.

[sattva]

Спасибо всем за советы. Задачу решил простым раскреплением уголка в обеих плоскостях с шагом 1м(пришлось поколдовать). Тем не менее уголок все равно работает на изгиб, что, как я понял по Вашим постам, не есть хорошо. Подбор уголка выполнил по прочности.

[dermoon]

AIK
Полка на отгиб укреплена, они треугольных ребрышек вварили, и в опорный коротыш тоже ребрышко, кручение будет, но как проверять? Собирался считать анисом, но потом объект заморозили и "воз и ныне там".

[AIK]

Сообщение от dermoon кручение будет, но как проверять?

А взять, да и поделить бимомент на секториальный момент сопротивления.

[R-buz]

2 Разработчик
Как при данных условиях уголок будет лучше работать: если его положить (смонтировать) как "Г" или как "L"? Как будет лучше работать тавр, как "Т" или как "I"?

[Profan]

Если положить уголок на асфальт, то все равно как. IMHO.

[Разработчик]

2AIK
Гы... Начал за здравие:

Требуется проверка полки уголка на отгиб. И самого уголка на изгиб с кручением. Гадкая конструкция.

а кончил...

А взять, да и поделить бимомент на секториальный момент сопротивления.

Откуда у уголка бимомент и секториальный момент сопротивления?

2dermoon
Крутящий момент поделить на момен сопротивления при кручении. Откуда взять последний? Свою программу рекламировать не буду, но для прокатных уголков с хорошей точностью можете взять из справочника по сопромату, как сумму значений для двух прямоугольников с размерами полок уголка. А вот откуда взять крутящий момент, из схемы не видно, но в любом случае задача нетривиальная, т.к. надо посчитать передачу нагрузки от одной деформирующейся детали - плиты, к другой - уголку.

2R-buz
T: Прокатный - все равно, если не приварен и считать, как сечение I класса (до текучести в крайнем волокне). Если по II классу или сварной с тонкой стенкой, то T, если приварен, то "I"
L: Если раскреплен с парным, то как для Т, если нет - то слишком много дополнительных вопросов по совместной работе плиты и изгибающегося в двух направлениях да еще и крутящегося уголка.

[R-buz]

2Разработчик
Хорошо, то есть для данного случая, (однопролетной шарнирной балки с шарниром на оси ц.т.) лучше все таки "Т" или "Г" если условно принять что кручение отсутствует. Тогда почему?

Сообщение от dermoon Задачка мной до сих пор не решенная. [ATTACH]1188359298.gif[/ATTACH]

Линия действия нагрузки не проходит через центр изгиба. Если уголок не раскреплен, следовательно нечему компенсировать (противодействовать) кручение в пролете (как это происходит например со швеллером, несущим профлист).
Следовательно он будет испытывать кручение = свободное + стесненное. Свободное играет роль только для валов, в данном случае касательные напряжения от него будут ничтожны. А вот стесненная составляющая добавляет нормальных напряжений, притом как бы не больше, чем от изгиба. И, скорее всего уголок не пройдет без раскрепления.
Разработчик: вы сами на себя не похожи. уж не отдали ли вы свой пароль какому-нибудь молодому коллеге?

[Разработчик]

Свободное играет роль только для валов, в данном случае касательные напряжения от него будут ничтожны. А вот стесненная составляющая добавляет нормальных напряжений, притом как бы не больше, чем от изгиба.

Учиться, учиться и еще раз учиться! Причем не коммунизЬму, как в оригинале, а сопромату! Ни уголок ни тавр не могут испытывать стесненного кручения - только свободное. А валы - это такие большие водяные горки в порогах (Сын с Уды Саянской вернулся - фотки каньона смотрю).

вы сами на себя не похожи.

Если бы я - ученик В.В. Болотина - стал бы утверждать, что в уголке возникают нормальные напряжения от стесненного кручения, то уподобился бы известному персонажу, восклицавшему: "Я не более как вице-король Индии! Где мои верные наибы, магараджи, мои абреки, мои кунаки", и мои слоны меня тут же растоптали бы, а мой первый преподаватель сопромата - Л.С. Минин - перевернулся бы в гробу.
2R-buz
Что Вы имеете в виду под данным случаем? Исходный или тот, который привел dermoon?

P.S. Где-то недавно прочитал, что землю вертят великие физики переворачивающиеся в гробах во время экзаменов

[Разработчик]

2R-buz
Еще раз внимательно перечитал Ваш вопрос и все-таки не понял. Несколько уточняющих вопросов:
1. Что значит "если условно принять что кручение отсутствует"? Какие условности, почему отсутствует? Если благодаря раскреплению, то разницы между двумя Г и Т нет при одинаковых размерах, разумеется.
Если же, благодаря приложению нагрузки и помещению опор в центр изгиба (а не ц.т. - в этом случае кручение таки будет), то во-первых: а как это сделать, а во-вторых приложение вертикальной нагрузки даже таким специфическим образом все равно вызовет двухосный изгиб, т.к. направление действия нагрузки не совпадает с главной осью сечения.
2. А что такое "лучше"? Сформулируйте Ваш критерий для "данного случая".

[dermoon]

Интересно, что эта конструкция, упомянутая в посте 18, благополучно существует с 1947 г. Плитки периодически (во время техочистки раз в 5 лет) снимались, потом вновь укладывались. Сами плитки, видать трофейные, были уложены лицевой стороной вниз, поскольку там свастика отлита. Но во время последней очистки рабочие, видать, для прикола, повернули их свастикой наверх. Если буду там - сфотаю. Правда, сейчас, это производство остановлено, может уже все и растащили.

[AIK]

Сообщение от Разработчик Ни уголок ни тавр не могут испытывать стесненного кручения - только свободное.

Пардон, конечно, я человек от теории далекий, в вопросах кручения привык полагаться на книгу Д.В. Бычкова, честно не понимаю почему уголок, тем более поставленный на ребро на может испытывать стесненного кручения.

[Валера И]

После потери устойчивости, от уголка останется пластина. Вот эту пластину и надо считать на изгиб. В самом невыгодном (горизонтальном) положении.

Уголки для перемычек я лично принимаю по минимальному моменту сопротивления сечения - Wv.
[ATTACH]1188394482.JPG[/ATTACH]

[R-buz]

Валера И
Совершенно согласен. И не надо учитывать никакого кручения-верчения. При 6м имхо прогиб больше важен, поэтому берем Iv и всего делов

[Разработчик]

я человек от теории далекий, в вопросах кручения привык полагаться на книгу Д.В. Бычкова, честно не понимаю почему уголок, тем более поставленный на ребро на может испытывать стесненного кручения.

И что, в книге Д.В. Бычкова "Кручение металлических балок" утверждается, что в стержне с сечением в виде уголка возникает стесненное кручение? НЕ ВЕРЮ! Да и редактировал книгу Василий Захарович, он бы такого не допустил
Ну как я объясню "далекому от теорий человеку" теорию кручения стержней некруглого сечения? Попробую, однако... Только я сделаю это не как в курсах сопромата - это сами можете почитать - а отталкиваясь от теории упругости.
Цель теории стержней (изгиба-ли, кручения-ли) разбить исходную трехмерную сложную задачу теории упругости на две: одномерную и двумерную. Для этого делаются некоторые упрощающие предположения о характере напряженно-деформированного состояния стержня. В частности, в теории свободного кручения стержней (задача Прандтля) предполагается, что имеют место быть только два касательных напряжения tau_xz и tau_yz (z-ось стержня), которые получаются из призводных функции ДЕПЛАНАЦИИ по x и по y. Ну, дальше там все сводится к решению уравнения Пуассона для области сечения, это не суть. Суть в том, что депланация - т.е. перемещения u вдоль оси z, искажающие исходную плоскость сечения - свободная. Если мы теперь один конец стержня заделываем, запрещая перемещения по оси z, а другой оставляем свободным, то возникает то самое стеснение депланации, приводящее к изменению перемещений u вдоль оси z (в заделке - нет, на краю - есть), и стало быть пояляется производная, которая есть деформация и с ней нормальные напряжения. Если теперь подставить эти напряжения в уравнения равновесия, то получится парочка уравнения для определения касательных напряжений стесненного кручения.
Исходя из сказанного следует, что при наличии стеснения депланации стесненное кручение будет испытывать любой стержень некруглого сечения (круглое не депланирует), и это так. НО! Сами понимаете, что поскольку накаких внешних сил вдоль оси z не приложено, то нормальные напряжения в любом сечении будут самоуравновешены, а для таких решений в прикладной теории упругости различают т.н. "проникающие решения", которые распространяются на значительную часть объекта и "быстро затухающие решения", которые в соответствии с принципом Сен-Венана могут быть отброшены. Если Вы когда-нибудь видели выражения для силовых факторов стесненного кручения, то вспомните, что это произведения синусов и косинусов на экспоненты. Так вот, показатели экспонент содержат корень из отношения момента инерции свободного кручения к некой геометрической характеристике сечения, которую в сопромате называют "секториальным моментом инерции", но это всего-лишь технология ее получения для тонкостенных сечений. В действительности ее можно получить для любого сечения, хоть для квадратного (моя программа это делает), но решая куда более сложную задачу. И вот оказывается, что для некоторых типов сечения это отношение относительно велико (квадрат со стороной 100мм - 2*10^5м-2) а для других мало (двутавр 10Б1 - 32м-2), что и определяет зону, на которой эти экспоненты загоняют стесненное кручение в ноль. А если решение от самоуравновешенной системы сил затухает на расстоянии характерного размера сечения, то в стержнях такие решения не учитываются. Теперь об уголке: продолжая тему размера 100мм посчитаем это отношение для уголка 100х6 и получим 1346м-2, что соответствует 10-кратному затуханию на расстоянии 0.1м, и поэтому учитывать стесненное кручение в уголке не надо.
Это все от теории упругости, если же Вы попытаетесь посчитать секториальный момент инерции уголка по првилам сопромата, то увидите, что он равен нулю, что и определяет отсутствие стесненного кручения.

[AIK]

2 разработчик.
Почитал кой чего, вник. Оказывается даже в моем любимом Бычкове черным по белому написано про сечения с лучевой структурой. А я отродясь считал по тем самым главам где описывается расчет прочих сечения, а заглянуть в начало книжки не было производственной необходимости Пардон.

Сообщение от Разработчик Вы попытаетесь посчитать секториальный момент инерции уголка по првилам сопромата, то увидите, что он равен нулю, что и определяет отсутствие стесненного кручения.

Да, согласен. Центр изгиба в вершине угла, эпюры секториальных координат, естественно нулевые. Очень редко на практике считаю это дело, поэтому не сообразил сразу. Таким образом, выходит, что крутящий момент в уголке уравновешивается касательными напряжениями.
[ATTACH]1188412398.JPG[/ATTACH]

вот еще по теме
[ATTACH]1188413037.JPG[/ATTACH]

Сообщение от AIK в вопросах кручения привык полагаться на книгу Д.В. Бычкова, честно не понимаю почему уголок, тем более поставленный на ребро на может испытывать стесненного кручения.

А не могли бы Вы ее выложить, если она конечно есть у Вас в электронном виде.

[AIK]

Сообщение от Хворобьевъ А не могли бы Вы ее выложить, если она конечно есть у Вас в электронном виде.

http://dwg.ru/dnl/1947
Та книга, на которую ссылается Разработчик - это так называемый "желтый Бычков", ее у меня нет и в сети тоже, к сожалению.

[Разработчик]

Ну, слава Богу - разобрались.
И все ж не перемину съехидничать:

Таким образом, выходит, что крутящий момент в уголке уравновешивается касательными напряжениями

А в каком сечении крутящий момент уравновешивается нормальными напряжениями????

[IBZ]

Уважаемый Разработчик! В связи с дискуссией "считать-не считать" у меня к Вам один вопрос, на который не могу никак найти ответа. В стесненном кручении разбираюсь настолько, чтобы написать алгоритм оптимального подбора сечений металлоконструкций с учетом Bx, Mw и Мk. Не понимаю, вроде, простую вещь Во введении книги Д.В. Бычкова "Строительная механика стержневых тонкостенных конструкций" описан опыт Баха (1909-1910), который испытывал швеллерную балку [30 длиной 3м на совместное действие вертикального изгиба и кручения от 2-х сосредоточенных сил в третях пролета. При приложении сил по центру тяжести сечения в сжатом от изгибающего момента поясе на краю свеса было зафиксировано РАСТЯЖЕНИЕ. Почему - понятно - центр изгиба расположен за стенкой. Но сей факт означает, что в угловом сечении вознокло дополнительное сжимающее напряжение, причам неслабое :!: Такое опирание на швеллер вполне стандартно, так почему же мы при расчете на прочность полностью игнорируем сей факт, не говоря уже об учете Mw и Мк :?: Мне кажется, что ответ на этот вопрос будет интересен не только мне.

С уважением, Игорь.

Сообщение от Разработчик А в каком сечении крутящий момент уравновешивается нормальными напряжениями????

О, да, глупость сказал . Конечно, уравновешивается всегда только касательными; нормальные от стесненного уравновешивают себя сами.

Сообщение от IBZ Такое опирание на швеллер вполне стандартно, так почему же мы при расчете на прочность полностью игнорируем сей факт, не говоря уже об учете Mw и Мк :?: Мне кажется, что ответ на этот вопрос будет интересен не только мне. .

Мое мнение такое (не знаю, согласиться ли со мной Разработчик). При развязывании прогона профнастилом, он создает отпор скручиванию, и, соответственно прогон исытывает только косой изгиб (активный крутящий момент погашается по длине пролета реактивным от сдвига в саморезах). Вот если просто положить профлист сверху - кручение будет). Я немного эксперементировал с куском швеллера на площадке, да и моделировать пытался.
И, соответственно, кроме как в подкрановых балках со стесненным кручением строители, имеющие обыкновение крепить сжатые полки, нигде не сталкиваются. И то в последних чаще всего считают верхний пояс отдельно на горизонтальную нагрузку, безо всяких бимоментов.
В связи с этим вопрос к AIK: на кой вам Бычков практически нужен? Неужели для того случая, когда в надежном прикреплении настила к прогонам сомневаетесь?

[IBZ]

Сообщение от Хворобьевъ Мое мнение такое (не знаю, согласиться ли со мной Разработчик). При развязывании прогона профнастилом, он создает отпор скручиванию, и, соответственно прогон исытывает только косой изгиб (активный крутящий момент погашается по длине пролета реактивным от сдвига в саморезах). Вот если просто положить профлист сверху - кручение будет). Я немного эксперементировал с куском швеллера на площадке, да и моделировать пытался. И, соответственно, кроме как в подкрановых балках со стесненным кручением строители, имеющие обыкновение крепить сжатые полки, нигде не сталкиваются. И то в последних чаще всего считают верхний пояс отдельно на горизонтальную нагрузку, безо всяких бимоментов. В связи с этим вопрос к AIK: на кой вам Бычков практически нужен? Неужели для того случая, когда в надежном прикреплении настила к прогонам сомневаетесь?

А как быть в случае укладки на швеллер пустотных неприваренных плит, а поэтажное опирание балок, а крепление балки к балке на шпальнике со стороны "рогов", где эксцентриситет еще
больше. При ряде решений, горизонтальная податливасть таких опираний очень часто не позволяет считать их способными раскреплять пояс, тем самым препятствуя закручиванию в пределах малых углов. К сожалению, профнастил лишь малая толика реальных случаев - говорю как человек уже очень много лет проработавший в системе ЦНИИПСК (Ростовское отделение).

Сообщение от IBZ А как быть в случае укладки на швеллер пустотных неприваренных плит, а поэтажное опирание балок.

Трение наверно будет немного сдерживать, но такие балки должны по идее считаться как нераскрепленные. Совсем недавно на обследовании ТЭЦ столкнулись с таким случаем, но там были двутавры и они поскручивались все. Швеллеры да плюс плиты сверху без приварки это вообще атвал башки :!: .

Сообщение от IBZ а поэтажное опирание балок, а крепление балки к балке на шпальнике со стороны "рогов", где эксцентриситет еще больше..

А какая разниуа с какой стороны? И что, что поэтажно? По-моему отпор все равно создается (с любой стороны), лишь бы крепление было

Сообщение от IBZ При ряде решений, горизонтальная податливасть таких опираний очень часто не позволяет считать их способными раскреплять пояс, тем самым препятствуя закручиванию в пределах малых углов.

Так или иначе, учет стесненого кручения без раскреплений, хотя бы конечной податливости давал бы большой запас.
Строители считают просто фи_балочное, проверяют раскрпление на ку_фиктивное и все, баста - никаких кручений.

[Разработчик]

2IBZ
Честно говоря, мало что понял... Книжки такой у меня нет, а описание, приведенное Вами противоречиво

от 2-х сосредоточенных сил в третях пролета

краю свеса было зафиксировано РАСТЯЖЕНИЕ

Если это опертая балка (пролет), то какой свес?

означает, что в угловом сечении вознокло дополнительное сжимающее напряжение, причам неслабое Такое опирание на швеллер

Так уголок или швеллер? В швеллере стесненное кручение со всеми его бимоментами и Mw может возникать, в уголке - нет, только Mk.
Набросайте схемку - обсудим.

Хворобьевъ

Мое мнение такое (не знаю, согласиться ли со мной Разработчик). При развязывании прогона профнастилом, он создает отпор скручиванию, и, соответственно прогон исытывает только косой изгиб (активный крутящий момент погашается по длине пролета реактивным от сдвига в саморезах). Вот если просто положить профлист сверху - кручение будет).

Согласится лишь частично Чего точно не будет со швеллером в такой конструкции, развязавай - не развязывай, так это косого изгиба: если не развязывать, так из-за отсутствия сил в боковом направлении, а если развязали, то верхняя полка вообще не может сдвинутся вбок пока целы саморезы, какой уж тут изгиб. НО! Тут уже была тема с фотографиями про взаимодействие швеллера с профнастилом:
http://dwg.ru/forum/viewtopic.php?t=...er=asc&start=0
Там видно, что раскрепленный швеллер таки крутится. Происходить это может по двум причинам:
1. Швеллер - модный ныне тонкостенный гнутик и происходит разгибание профиля, т.е. верхняя полка остается на месте, а нижняя "уходит"
2. Профнастил все же весьма тоненькая сталь и прокатный швеллер немножко корежит ее в зоне крепления, что позволяет ему чуть-чуть повернуться.

[Разработчик]

А как быть в случае укладки на швеллер пустотных неприваренных плит

А приварить к стенке маленький уголок, он автоматически обеспечит опирание таким образом, что кручения не будет: начинающийся поворот в любую сторону смещает точку опирания так, что возникает возвращающий момент.

Сообщение от Разработчик Чего точно не будет со швеллером в такой конструкции, развязавай - не развязывай, так это косого изгиба: .

Я имел в виду общий случай - прогон кровли с уклоном. Там как раз и подбирают швеллер расчетом на косой изгиб (Беленю прикладываю).
У Белен как то туманно об этом написано, но я потому написал про косой изгиб, что в память врезалось именно (Mx/Wx+My+Wy).
(Кто бы их считал то на практике - у нас принято брать по табличке в зав-ти от пролета и нагрузки)
Спасибо за ссылку с фотографией. Смотрю, обуждали эту тему много раз.
[ATTACH]1188555697.GIF[/ATTACH]

[Разработчик]

Ну, я в конструкторской терминологии не силен, кто такие "тяжи" не знаю, но в приведенном отрывке после общей формулы сказано таки, что раскрепленные считать только на qx, а в нераскрепленных, как я понял боковая нагрузка создается этими неведомыми мне "тяжами".

[IBZ]

2Разработчик

Я как-то не подумал о конструкторской терминологии :wink: Вот точная цитата:

"В 1909-1910 гг Бах испытал на совместное действие изгиба и кручения швеллерную балку N30 длиной 3 м, нагружая ее двумя сосредоточенными силами в третях пролета, причем как нагрузка, так и опорные реакции проходили параллельно стенке - в одном случае через центр самой стенки, а в другом - через центр тяжести всего сечения. Результаты испытаний показали весьма неравномерное распределение напряжений в полках, в то время как по обычному способу расчета они на одинаковом расстоянии от нейтральной плоскости получаются одинаковыми. Неравномерность распределения напряжений при нагрузке в главной вертикальной плоскости оказалась большей, чем при нагрузке балки в средней плоскости стенки: в крайней части сжатой полки в первом случае появились растягивающие напряжения. На основании этих опытов Бах сделал не совсем правильные выводы. Неравномерность распределения напряжений в швеллере он объяснил несимметричностью сечения"

Выводы, которые делаю я : нормальные напряжения от бимомента на краю полки при совершенно обычном загружении и опирании превышают напряжения от изгиба. При этом в крайнем верхнем волокне стенки (я ранее назвал это угловым сечением) появляется дополнительное напряжение сжатие не меньшее, чем ~половина изгибного напряженния (для [30 секториальные площади по полке составляют W1=37,21 W2=76.54 - данные из справочника). Вопрос и состоит в том, почему мы так лихо плюем на 35% нормального напряжения прочности во многих случаях применения швеллеров :?:

С уважением, Игорь.

[Говард Тич]

А почему в СНиП "Стальные конструкции" ничего не говорится об кручении, бимоментах и т. д.

[R-buz]

А почему в СНиП "Стальные конструкции" ничего не говорится об кручении, бимоментах и т. д.

Это для того, чтоб люди могли диссертации на эти темы писать и защищать

[Разработчик]

2IBZ
Теперь понятно, все правильно. Насчет "плюем"... Плевать, конечно не стоит, просто не надо делать конструкции в которых швеллеру (Z-профилю и т.п.) позволяют работать на кручение. Вон Говард Тич правильный вопрос задает, который собственно отвечает на Ваш - потому и нет кручения в СНиПе, что не надо его допускать. Раскрепляйте, обеспечивайте передачу усилия в центр изгиба и т.п. - на то вы и конструкторы/проектировщики. Все эти уголки/тавры/швеллеры/двутавры не предназначены для работы на кручение, для этого есть куглые и коробчатые сечения - у них и крутильная жесткость на порядки выше и заморочек с нормальными напряжениями от стесненного кручения нет.

[IBZ]

Сообщение от Разработчик 2IBZ .... потому и нет кручения в СНиПе, что не надо его допускать. Раскрепляйте, обеспечивайте передачу усилия в центр изгиба и т.п. - на то вы и конструкторы/проектировщики. Все эти уголки/тавры/швеллеры/двутавры не предназначены для работы на кручение, для этого есть куглые и коробчатые сечения - у них и крутильная жесткость на порядки выше и заморочек с нормальными напряжениями от стесненного кручения нет.

Конечно, хочется всегда в подобных случаях применять равносторонее замкнутое сечение и забыть о депланациях напрочь. Увы, не получается :!: Я уже не говорю о конструкциях, которые по определению подлежат расчету с учетом стесненного кручения. Например, опрные кольца силосов или водонапорных башен, представляющие из себя круговую балку, равномерно нагруженную, и опертую в нескольких точках - замкнутое сечение рационально никак не получается. Бывают случаи когда заказчик говорит: "У меня 1000 тонн разного швеллера - применять только его" А насчет СНиП, так там много чего нет. Да по нему и обыкновенный настил производственной плошадки или опорную плиту колонны не посчитаешь. Имел дело с индийскими нормами - там метод допустимых напряжений. Как их определять написано, а вот как определить реальное напряжение разных форм НДС - ни гу-гу. Видно считается, что сопромат и теорию упругости и так все знают . Может это и правильно ....

С уважением, Игорь.

Сообщение от Говард Тич А почему в СНиП "Стальные конструкции" ничего не говорится об кручении, бимоментах и т. д.

В СНиП также ничего не сказано про устойчивость по Эйлеру, тем не менее она незримо присутствует там везде: начиная с phi при больших гибкостях и заканчивая mu приведения расчетной длины. Нет там ничего количественного про коэффициент концентрации напряжений - вместо него "группы" узлов и конструкций.
А все о чем вы написали опосредованно учитывается в фи_балочное, в расчете на устойчивость по изгибно-крутильной форме.

Сообщение от IBZ Я уже не говорю о конструкциях, которые по определению подлежат расчету с учетом стесненного кручения.

Я работаю в аналогичной вашей организации, и, знаете, из всех гипов по КМу с 30-50-летним стажем только один знает вообще что такое стесненное кручение и бимомент. И тот -больше для общего развития. Ну, может быть вы скажете что то вроде "Паршивая у вас организация". Это спорно, но люди то проектируют, и, вполне правильно !
Я частично разделяю мнение, что уложенный сверху на швеллер профнастил, как и примыкающие сбоку и опирающиеся сверху балки, сдерживают кручение. Смоделировать это легко, но если мы просто присоединяем к верхнему поясу шарнирные стерженьки из плоскости, то ничего принципиально для нижнего не меняется. Если же наложением связей препятствуем скручиванию верхней или нижней полки, или стенки, то дополнительных нормальных напряжений от кручения не будет.

AIK
Правда, а когда вы Бычкова используете ?
[ATTACH]1188581424.GIF[/ATTACH]

Код:

[Выделить все]

!ANSYS ED 10 
!командный файл
!Изгиб швеллера (моделирование оболочечными элементами)
!(учитывается симметрия = полбалки)
L=6      !Пролет, м
h=0.2    !Высота сечения, м
b=0.1    !Ширина сечения, м
t=0.01   !Толщина (полки и стенки),м
q=2      !Поперечная нагрузка тс/м

E=2.1e7

/PREP7  
!Тип элемента  
ET,1,SHELL93
!Действительные констранты
R,1,t, , , , , ,  
!Материал
MPTEMP,,,,,,,,  
MPTEMP,1,0  
MPDATA,EX,1,,E  
MPDATA,PRXY,1,,0.3 

!Твердотельная модель
BLOCK,0,L/2,-h/2,h/2,-b/2,b/2,     
VSBW,       1     
VDELE,ALL 
ADELE,1  $ ADELE,11
ADELE,13  $ ADELE,9
!Задание размера элементов и меширование
AESIZE,ALL,b/2, 
AMESH,ALL

FINISH  
/SOL
!Необходимые закрепления 
LSEL,S,LOC,X,0,0
LSEL,R,LOC,Y,-h/2,-h/2
DL,ALL, ,UY, 
LSEL,S,LOC,X,L/2,L/2
DL,ALL, ,UX,  
DK,5, , , ,0,UZ, , , , , ,   
!Нагрузка на швеллер сверху посредине полки
LSEL,S, , ,      17 
NSLL,S,1  
*GET,nn,NODE,,COUNT, , , ,
F,ALL,FY,-q*L/(2*nn) 


!************************************************
!Избыточные связи - по узлам верхнего пояса
!раскрепление из плоскости
!и запрет на угол поворота отн. продольной балке оси
!(если не нужны, поставить впереди символ "!" - как комментарий)
D,ALL, , , , , ,UZ, , , , ,  
!D,ALL, , , , , ,ROTX, , , , ,  
!************************************************

ALLSEL,ALL
!Запуск на счет
SOLVE
FINISH
/POST1
!Нормальные напряжения
PLNSOL, S,X, 0,1.0  
NSEL,S,LOC,X,b,L/2
ESLN,S,1

То же, но с использованием не оболочечных, а стержневых балочных элементов (учитывающих ст. кручение)
Симметрия уже не учитывается, требуемое количество элементов (20)от превышения лимита образовательной версии далеко.
Изополя норм. напряжений - см. прис. рисунок.

Код:

[Выделить все]

!Изгиб швеллера = стержневыми элементами
!
L=6      !Пролет, м
h=0.2    !Высота сечения, м
b=0.1    !Ширина сечения, м
t=0.01   !Толщина (полки и стенки),м
q=2      !Поперечная нагрузка тс/м

E=2.1e7

/PREP7  
!Тип элемента  
ET,1,BEAM189
KEYOPT,1,1,1
!Действительные констранты
R,1, ,
!Материал
MPTEMP,,,,,,,,  
MPTEMP,1,0  
MPDATA,EX,1,,E  
MPDATA,PRXY,1,,0.3 

SECTYPE,   1, BEAM, CHAN, , 5   
SECOFFSET, USER, b/2, h/2   
SECDATA,b,b,h,t,t,t,0,0,0,0 
SECPLOT,   1,0  

K,1,,,,
K,2,L,,,
K,3,,100*L,,
LSTR,1,2

LATT,1,1,1, ,       3, ,1  
LESIZE,ALL, , ,20, ,1, , ,1,
LMESH,ALL

FINISH  
/SOL
DK,1, , , ,0,UX,UY,UZ, , , , 
DK,2, , , ,0,UY,UZ, , , , ,   
SFBEAM,ALL,1,PRES,q, , , , , , 
SOLVE
FINISH
/POST1
!*  
/EFACET,1   
PLNSOL, S,X, 0,1.0  
!*    
/ESHAPE,1.0    
/VIEW, 1 ,1,1,1  
/DSCALE,1,1.0   
/REPLOT

[ATTACH]1188667673.GIF[/ATTACH]

[AIK]

Сообщение от The_Mercy_Seat AIK Правда, а когда вы Бычкова используете ?

За меня уже ответили:

Сообщение от IBZ А как быть в случае укладки на швеллер пустотных неприваренных плит, а поэтажное опирание балок, а крепление балки к балке на шпальнике со стороны "рогов", где эксцентриситет еще больше. При ряде решений, горизонтальная податливасть таких опираний очень часто не позволяет считать их способными раскреплять пояс, тем самым препятствуя закручиванию в пределах малых углов.

2AIK
Спасибо.
Т.е. у вас всегда проверка на прочность с учетом ст. кручения оказывается критичнее проверки с фи-балочным? Я кстати никогда не думал, может ли быть такое, мне казалось что проверка с фи-балочным "поглощает" проверку прочности. Я как -нибудь попробую с этим разобраться.

Сообщение от AIK тем самым препятствуя закручиванию в пределах малых углов.

[/quote]

А углы то, кстати говоря, не такие уж и маленькие получаются: жесткость открытых профилей на кручение очень мала. По расчетам получаются такие же, как на фотке со швеллером, которую раньше обсуждали, на которую Разработчик тут ссылку дал.

[IBZ]

Сообщение от The_Mercy_Seat 2AIK Т.е. у вас всегда проверка на прочность с учетом ст. кручения оказывается критичнее проверки с фи-балочным? Я кстати никогда не думал, может ли быть такое, мне казалось что проверка с фи-балочным "поглощает" проверку прочности. Я как -нибудь попробую с этим разобраться.

Вопрос не ко мне, но надеюсь AIK не обидется . Не всегда конечно. Такая ситуация характерна для коротких балок, где Фи-балочное близко к 1.Вернемся к опыту Баха. Нормальные растягивающие напряжения от бимомента на краю полки "перебороли" напряжения сжатия от изгибающего момента. Примем что они получились равными. Напряжения от Bx напрямую зависят от секториальной площади точки. По справочнику сукториальная площадь края полки для [30 w1=76.54 cм2, а для противоположного края (у стенки) соответствующее значение w2=37.21, причем из закона распределения Bx следует, что напряжения здесь сжимающие и , следовательно, складываются с изгибными Gx. Если принять напряжения от изгиба за 1, то общее напряжение составит G1=1+*37.21/76.54=1.49. Это на прочность. Теперь рассмотрим устойчивость. При заданных условиях Фи-балочное для [30 составит Yb=0.865 (правда для современного швеллера). Условное напряжение при этом будет G2=1/0.865=1.16. Иными словами проверка на прочность с учетом Bx хуже в 1,49/1,16=1,28 раз. Почти 30%, однако :!: . Выводы делайте сами ...

С уваженим, Игорь.

При выводе формул для "Фи-балочное" (в Гореве, Белене), предполагается, по моему, что по границам участка длиной Lef никаких поворотов нет. Т.е. раскрплениия должны препятствовать также и повороту. Но никаких конкретных указаний на этот счет нет, есть только формулы 37 а) и б) СНиП "Стальные конструкции".

В СП 53-102-2004, Приложение М, п. М1 есть фраза:
"коэффициент ... для расчета на устойчивость изгибаемых элементов двутаврового, таврового и швеллерного сечений определяют в зависимости от расстановки связей, раскрепляющих сжатый пояс, вида нагрузки и места ее приложения. При этом предполагается, что нагрузка действует в плоскости наибольшей жесткости (Jx > Jy), а опорные сечения закреплены от боковых смещений и поворота.

Сообщение от IBZ

Замечательно конечно, что вы не смотря на на преобладающее мнение учитываете то, чего могли бы не учитывать.
Это не первое горячее обсуждение, которыое вспыхивает на тему -"место стесненного кручения при проектировании строительных металлоконструкций" (я думаю автор темы про уголок слегка ошарашен количеством сообщений).
Я покак не до конца все понимаю в этом вопросе. Надеюсь как-нибудь к нему вернуться и прояснить для себя, что к чему.

[Разработчик]

Что касается устойчивости плоской формы изгиба, то все нормы, которые я читал (СНиП/СП. Еврокод 3, ДИН 18800) исходят из решения задачи об однопролетной балке с вилочным опиранием по торцам (запрет нормальных перемещений и поворота вокруг оси, депланация свободная). Дальше на критическую нагрузку накладывают некое понижающее правило, у всех разное, см. картинку.
[ATTACH]1188812293.jpg[/ATTACH]

Сообщение от Разработчик все нормы, которые я читал (СНиП/СП. Еврокод 3, ДИН 18800) исходят из решения задачи об однопролетной балке с вилочным опиранием по торцам (запрет нормальных перемещений и поворота вокруг оси, депланация свободная).

Это очень интересно. В Белене, у Горева и кое-где еще есть вывод соотношения для фи-балочного, но достаточно схематичный.
Т.е. (насчет вашей цитаты) имеется в виду отрезок балки между раскреплениями, или целая однопролетная балка?
Вот есть однопролетная балка, пролетом L, которая поделена на три части раскреплениями (второстепенными балками). ГУ на концах среднего отрезка, длиной L/3 предполагают ли запрет на поворот вокруг оси ?
Иными словами: является ли полноценным узел примыкания второстепенной балки, который не затрудняет поворот главной балки вокруг оси ?

[Разработчик]

Т.е. (насчет вашей цитаты) имеется в виду отрезок балки между раскреплениями, или целая однопролетная балка?

Не понял про какую цитату речь. Я написал каким образом получают фи балочное в указанных нормативных документах - из расчета балки с вилочным опиранием. В западных это видно явно из формул, в наших - запутано, завуалировано, но хвосты торчат и можно вытянуть, я просто повторил выкладки и расчеты и убедился в этом.
Что касается вопроса, то я не силен в конструкторской терминологии
"Нам бы схемку иль чертеж
Мы б затеяли вертеж
ну а так - ищи сколь хочешь,
Черта лысого найдешь"

Сообщение от Разработчик в наших - запутано, завуалировано, но хвосты торчат и можно вытянуть, я просто повторил выкладки и расчеты и убедился в этом.

Таблица 77 Приложения 7* СНиП II-23-81*, количество закреплений - "два и более, делящих на равные части" или "одно в середине".
Предполагается ли при формировании граничных условий для решения данной задачи (вывод формулы для фи_балочное), что в точках закреплений угол скручивания балки равен нулю?

[Разработчик]

Таблица 77 Приложения 7* СНиП II-23-81*, количество закреплений - "два и более, делящих на равные части" или "одно в середине". Предполагается ли при формировании граничных условий для решения данной задачи (вывод формулы для фи_балочное), что в точках закреплений угол скручивания балки равен нулю?

Да, конечно, для этого не надо никаких выкладок - достаточно указаний 5.15 по определению lef. Только, в отличие от вилочного опирания, в точках закрепления балка не разрезается и поэтому депланация не свободна, что увеличивает жесткость на стесненное кручение отрезков между точками закрепления по сравнению с балкой без закреплений с такой же lef.
Приложение 7 и соответствующее в СП вообще забавны. Сначала приводится для симметричного двутавра тавлица 77, а потом дается формула для несимметричного. Естественно проверить, а совпадут-ли результаты, если в формулу подставить одинаковые полки. Сравнил, расхождение достигает 7% - см. график. Суть в том, что формулы для несимметричного и есть то самое решение для однопролетной балки, которое все нормы используют, а Таблица 77 - кусочно линейная аппроксимация результатов, получаемых по этим формулам
[ATTACH]1188825268.jpg[/ATTACH]

Сообщение от Разработчик Да, конечно, для этого не надо никаких выкладок - достаточно указаний 5.15 по определению lef. Только, в отличие от вилочного опирания, в точках закрепления балка не разрезается и поэтому депланация не свободна, что увеличивает жесткость на стесненное кручение отрезков между точками закрепления по сравнению с балкой без закреплений с такой же lef.

В п. 5.15 сказано насчет "закреплений сжатого пояса от поперечных смещений", а не от поворота (закручивания). Т.е. может не быть никаких смещений, а закручивание иметь место.
Если в расчетной схеме при выводе "фи" накладывается ограничение о равенстве нулю угла поворота балки в точке закрепления, следовательно, нужно сами узлы конструировать подобающим образом.

[Разработчик]

Т.е. может не быть никаких смещений, а закручивание иметь место.

В реальных строительных конструкциях это довольно трудно обеспечить. Обычные ситуации, как я понимаю: опирание пластины (плиты перекрытия, настила) или перекрещивающиеся балки. И в том и в другом случае закрепление сжатого пояса происходит привариванием/приклепыванием/привинчиванием, что вызывает ограничение на только поперечного смещения, но и угла поворота. Чтобы закрепить в поперечном направлении, оставив свободным поворот вокруг оси надо делать что-то типа упорных башмаков, как при уклдке путей.И даже в этом случае вопрос будет актуален только для швеллеров, а все это хозяйство в СНиПе расписано для двутавров. В двутавре, закрепленном от поперечного смещения упорами при попытке повернуться будет смещаться по верхней полке точка приложения нагрузки, причем так, что возникает возвращающий крутящий момент.
Впрочем, существуют еще варианты приложения нагрузки к нижнему поясу, но в таких конструкциях попречные перемещения уж точно не башмаками ограничиваются.
Для одного закрепления это вообще не важно в задаче устойчивости, т.к. форма потери такова, что ноль перемещений совпадает с нулем поворота - см. картинку. При двух и более уже, конечно, не совпадает, но не думаю, что для этого случая решали отдельно задачу с другим типом закрепления.
[ATTACH]1188831307.jpg[/ATTACH]

Сообщение от Разработчик В реальных строительных конструкциях это довольно трудно обеспечить.

Тут есть такой важный аспект. Инженер, когда закрепление проектирует, он не имеет в виду то, что нужно ограничивать угол поворота, а только горизонтальное смещение верхнего (сжатого) пояса из плоскости. И на самом деле существует масса решений, когда повороту сечения ничего не препятствует. И выходит, что они не вполне правильные.


Если на вопрос

Предполагается ли при формировании граничных условий для решения данной задачи (вывод формулы для фи_балочное), что в точках закреплений угол скручивания балки равен нулю?

правильным является ответ "да",
то это некоторым образом ломает конструкторские стереотипы. Для инженера: "сжатый пояс балки вышел из плоскости", а не "произошла потеря устойчивости по изгибно-крутильной форме".
Очень часто вообще никаких "фи-бэ" не используют, а вместо этого считают сжатый пояс как отдельный сжатый стержень на устойчивость с обычным "фи".
Если в точках закрепления крутящие моменты гасятся, хоть не до нуля, но процентов на 80, то получается не стоит сильно переживать по поводу стесненного кручения - его теоретически быть уже не должно, или очень незначительное.
Хотел бы я хорошо представлять что к чему в этом смысле, а то пока все равно каша в голове, не смотря на вашу помощь!



2AIK, IBZ
А вы в своей многолетней трудовой деятельности сталкивались ли со случаями отказов именно от неучета стесненного кручения? Или везде это выглядело как простая потеря плоской формы изгиба?

[Разработчик]

Очень часто вообще никаких "фи-бэ" не используют, а вместо этого считают сжатый пояс как отдельный сжатый стержень на устойчивость с обычным "фи".

Более того, именно такая проверка и необходима, согласно DIN 18800 (п. 3.3.3), а то, что мы называем "потерей устойчивости плоской формы изгиба" они делают только для свободных балок (п. 3.3.4). А для всяких балок под профнастилами применяется п. 3.3.2, в котором именно такое закрепление, о котором Вы говорите: препятствует смещению, но допускает поворот, причем нагрузка считается приложенноу по оси сечения, а закрепление полки - по краю, т.е. наихудший случай. На мой взгляд - перебор, но он у них компенсируется использованием в проверке пластичесого сопротивления сечения.

[Lamer Inc..]

Вопрос был не мне адресован, но тем не менее... Наблюдал упавшую структуру типа "Кисловодск". В свое время ее перегрузили кровлей + выпал снег. До обрушения прогоны из гнутого швеллера испытывали стесненное кручение, углы закручивания были значительными. (по прогонам был уложен профнастил) Возможно, прогон все-таки "улегся" на сжатые стержни структуры.

[AIK]

Сообщение от The_Mercy_Seat 2AIK, IBZ А вы в своей многолетней трудовой деятельности сталкивались ли со случаями отказов именно от неучета стесненного кручения? Или везде это выглядело как простая потеря плоской формы изгиба?

Не сталкивался. Это кстати ответ на вопрос зачем мне Бычков.
Не подумайте что я такой умный, просто в начале трубовой деятельности мне вдолбили простое правило: если настил опирается на верхний пояс - проверяем устойчивость по СНиП. А вот если плиты опираются на продольные столики, (т.е. верх плит совпадает с верхом балки), вот тут надо считать кручение от асимметричного загружения временной нагрузкой, для крайних балок - на полное сочетание.
В этом есть некоторый "металлический снобизм", мои гуру считали что КМ должен быть исчерпывающе самодостаточным, что разработчики КЖ и АС -идиоты, а строители вообще враги.

Сообщение от Lamer Inc.. Возможно, прогон все-таки "улегся" на сжатые стержни структуры.

Несколько раз были случаи (при обследовании), когда напряжения в прогонах по расчетам доходили до 4000-6000 кгс/см^2. Причем просто M/W, от постоянной нагрузки (стяжки по полметра и т.д.). Они сильно прогибались но не падали, видимо за счет работы самих слоев кровли и за счет работы балки как нити.
А тут - структура, ненадежная (IMHO) конструкция сама по себе, и явных доказательств (если вы пишете "возможно") ее падения от попадания в нее гнутого швеллера нет.