[Maverick]

Пожалуйста помогите разобраться с расчетом стальной рамы переменного сечения!

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

[Tyhig]

У меня недавно СКАД случайно сам увеличил нагрузки в загружения и группах нагрузок в 10 раз самовольно. Может и у вас так же...
Тоже ничего не нажимал.

Можно файл, где у Вас там всё проходило?

----- добавлено через 39 сек. -----
Offtop:

Сообщение от Tyhig У меня недавно СКАД случайно сам увеличил нагрузки в загружения и группах нагрузок в 10 раз самовольно

ужас просто, восстание машин. Калькулятор САМ посчитал мне 2х2, ааа!

[DENver_M7]

В той схеме, что выложена в 1-м сообщении темы у меня получилось следующее - ничего не менял...(см. вложение).
Ещё бы от автора хотелось услышать версию сборки.

странная штука, на самом деле. Выдает этот коэффициент на элементе 66 от My. My по РСУ дает максимальное по абсолюту значение в комбинации 1+2+4+0.9*6. Напряжения в сечении от этой комбинации - не больше 36 МПа.

Собственно, а чего мы считаем на двутавр 12Б1-то?

----- добавлено через ~6 мин. -----
И вообще, блин, кто считает рамы переменного сечения в ПОСТПРОЦЕССОРЕ? Вы чего, ребята?!

[SkyFly]

Ну да, 12Б1 задан всем колоннам.
В принципе, можно и переменного сечения балку посчитать и в постпроцессоре, как балку сечением самой тонкой её части (в запас). Для колонн будет 3 группы: 12Б1; 30Б1; 50Б2.

----- добавлено через ~2 мин. -----
Коэффициенты расчётной длины заданы неверно. Каждой группе колонн нужно будет выставить корректные расчётные длины.

Сообщение от SkyFly можно и переменного сечения балку посчитать и в постпроцессоре, как балку сечением самой тонкой её части

нахрена городить балку переменного сечения, если проходит балка постоянного сечения с наименьшим из сечений? О_О

Сообщение от SkyFly Коэффициенты расчётной длины заданы неверно

А какова расчетная длина у колонны многопролетной рамы переменного сечения?

[SkyFly]

Сообщение от s7onoff нахрена городить балку переменного сечения, если проходит балка постоянного сечения с наименьшим из сечений? О_О

Ну, например:

Сообщение от Maverick При строительстве нового аналогичного объекта в другой климатической зоне, чтобы сэкономить время на проектировании...

При поверочных расчётах, если был заложен слоновый запас...

Сообщение от s7onoff А какова расчетная длина у колонны многопролетной рамы переменного сечения?

Аналогичная колонне постоянного сечения. по высоте колонны меняется только жесткость стержня, от которой коэффициент расчетной длины не зависит. Как учесть жесткость ригеля переменного сечения -- другой вопрос. Опять же в запас по наихудшему варианту, если нужно быстро. Если подумать, надо принимать какую-то средневзвешенную жесткость.

А изначально я обратил внимание на то, что заданы одинаковые коэффициенты расчётной длины для стержней, разбитых на разное количество элементов.

Сообщение от SkyFly Аналогичная колонне постоянного сечения. по высоте колонны меняется только жесткость стержня, от которой коэффициент расчетной длины не зависит

если стержень один в чистом поле - да. А если он с жесткоопертым ригелем - извините-извините...

Сообщение от SkyFly если был заложен слоновый запас

Надо по рукам бить.

[SkyFly]

Сообщение от s7onoff Надо по рукам бить.

Кому бить по рукам за построенное 10-60 лет назад здание? Это то с чем я лично сталкиваюсь.
При проектировании, конечно надо.

[IBZ]

Сообщение от SkyFly по высоте колонны меняется только жесткость стержня, от которой коэффициент расчетной длины не зависит

Сообщение от s7onoff если стержень один в чистом поле - да.

М-да

IBZ, ??

[Maverick]

Сообщение от DENver_M7 В той схеме, что выложена в 1-м сообщении темы у меня получилось следующее - ничего не менял...(см. вложение). Ещё бы от автора хотелось услышать версию сборки.

Да, у меня такой же результат. Сборка 21.1.1.1 12.01.2016.

Сообщение от SkyFly Ну да, 12Б1 задан всем колоннам. В принципе, можно и переменного сечения балку посчитать и в постпроцессоре, как балку сечением самой тонкой её части (в запас). Для колонн будет 3 группы: 12Б1; 30Б1; 50Б2. ----- добавлено через ~2 мин. ----- Коэффициенты расчётной длины заданы неверно. Каждой группе колонн нужно будет выставить корректные расчётные длины.

Зачем делать 3 группы, если для каждого конечно элемента колонны отдельно подбирается сечение, а далее путём итерационных расчетов и для остальных? Вы предлагаете назначать расчетную длину путём вычисления коэффициента "мю", вместо использования 0,7 по схема шарнир-заделка?

[SkyFly]

Сообщение от Maverick Зачем делать 3 группы, если для каждого конечно элемента колонны отдельно подбирается сечение

Вы определитесь вам что нужно, подбор сечений или поверочный расчёт.

Вот что вы писали:

Сообщение от Maverick было принято решение проверить те же геометрические сечения что и были... ...После замены стали С345 на С255 и повторного расчета коэффициент использования стал 20 (!!!)

Это поверочный расчёт, причем тут подбор сечений? У вас коэффициент стал 20 из-за того что всей группе назначен двутавр 12Б1, о чем вам сказал s7onoff.

Сообщение от Maverick Вы предлагаете назначать расчетную длину путём вычисления коэффициента "мю"

Я предлагаю корректно задавать расчётную длину для стержня, чего в вашей схеме не наблюдается.
Если рассчитываемый стержень разбит на 3 КЭ, а суммарный коэффициент мю для него, скажем, 0.7, значит задавать в постпроццессор "группа конструктивных элементов" надо 3х0.7=2.1.
или задавать сразу расчётную длину, а не коэффициент.
Применять схему "шарнир-заделка" в плоскости рамы (если связей нет нигде) слишком грубо и скорее всего неправильно (чертеж не видел).
Из плоскости рамы вообще 2 должна быть.

[Maverick]

Сообщение от SkyFly Вы определитесь вам что нужно, подбор сечений или поверочный расчёт. Вот что вы писали: Это поверочный расчёт, причем тут подбор сечений? У вас коэффициент стал 20 из-за того что всей группе назначен двутавр 12Б1, о чем вам сказал s7onoff. Я предлагаю корректно задавать расчётную длину для стержня, чего в вашей схеме не наблюдается. Если рассчитываемый стержень разбит на 3 КЭ, а суммарный коэффициент мю для него, скажем, 0.7, значит задавать в постпроццессор "группа конструктивных элементов" надо 3х0.7=2.1. или задавать сразу расчётную длину, а не коэффициент. Применять схему "шарнир-заделка" в плоскости рамы (если связей нет нигде) слишком грубо и скорее всего неправильно (чертеж не видел). Из плоскости рамы вообще 2 должна быть.

Извиняюсь за неточности в изложении ситуации, на самом деле делаю подбор сечений, поверочный расчет просто как вариант попросили сделать, написал о нём потому что проблема возникла именно в нём.
По поводу расчетных длин приму к сведению, спасибо за информацию.
А как сделать так чтобы скад сделал подбор сечения в балке из множества конечных элементов при условии что она не проходит только по вертикальному прогибу? Я делаю итерации путём замены жесткости в построцессоре СТАЛЬ, но он, видимо, делает расчёты по другим параметрам, ибо даже после нескольких таких подборов прогибы остаются по-прежднему большими.

[IBZ]

Сообщение от s7onoff IBZ, ??

Коэффициент расчетной длины (точнее критическая сила) для стойки переменного сечения очень даже зависит от характера изменения жесткостей сечения по высоте хоть в системе рамы, хоть в "чистом поле".

[SkyFly]

IBZ, Пытаюсь разобраться со свободными длинами и никак не могу понять.
Создал 3 расчётные схемы, в каждой из которых консольный стрежень 3 метра высотой "в поле".
В 1 случае стержень разбит на 3 КЭ и сечение меняется от 40х40 до 120х120;
Во втором случае стержень разбит на 6 КЭ, сечение меняется от 40х40 до 240х240;
В третьем случае стержень имеет постоянное сечение 40х40, разбит на 6 КЭ.

Во всех трёх вариантах стержни нагружены единичной нагрузкой на верхнюю часть.

Хуже всего с результатами расчета свободных длин в скаде.
В первом случае Lef=4.87
Во-втором Lef=3.72
В третьем Lef=3.93 (!!!) Хотя по классике должен быть 6 !

Интересует алгоритм нахождения расчётной длины таких стержней.

[SkyFly]

Нашел тему http://forum.dwg.ru/showthread.php?t=39122 но не разобрался, расчётная длина задается каждому типу жесткости своя, или общая для всего стержня переменного сечения.

[SkyFly]

Повысил жесткость рассматриваемых стержней. В Варианте 3 взял 100х100, расчетная длина стала с мю=2, как и должна быть.
Видимо погрешности расчёта становятся критическими при небольших коэффициентах запаса устойчивости (меньше 0.5).

Жесткости в варианте 1 принят от 100х100 до 300х300;
в варианте 2 от 100х100 до 600х600.
Вот результаты по расчётным длинам:



Правильно ли я понял, что если бы стояла задача рассчитать этот стержень, в постпроцессор следовало бы загонять расчётные длины для каждого элемента в отдельности? Или принимать меньшую длину ко всей группе сечений?

[IBZ]

Сообщение от SkyFly В третьем Lef=3.93 (!!!) Хотя по классике должен быть 6 !

Должна! Я сейчас дома, программа недоступна, могу только предположить:

1. Консоль задана как пространственный стержень, хотя при квадратном сечении, в отличие, например, от двутавра должно бы быть верно.
2. Задана недостаточная область поиска и/или точность вычислений.

Сообщение от SkyFly Правильно ли я понял, что если бы стояла задача рассчитать этот стержень, в постпроцессор следовало бы загонять расчётные длины для каждого элемента в отдельности? Или принимать меньшую длину ко всей группе сечений?

Постпроцессором не пользуюсь, как там задается не знаю, но теоретически считать надо именно так - каждый элемент на свою расчетную длину и со своим РСУ.

[SkyFly]

Сообщение от IBZ Должна!

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

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

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

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

[IBZ]

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

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

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

[SkyFly]

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

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

Про предельную гибкость даже в скадовской книжке не забыли упомянуть)

[IBZ]

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

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

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

[SkyFly]

IBZ, давайте на примере:

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

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

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



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

[IBZ]

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

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

[SkyFly]

Сообщение от IBZ до второй формы дело просто не дойдет.

Ну да, верно. Большое спасибо за пояснения.