Реклама i
|
||
| Правила | Регистрация | Пользователи | Поиск | Сообщения за день | Все разделы прочитаны | Справка по форуму | Файлообменник | |
|
![]() |
Поиск в этой теме |
![]() |
#1 | |
Проектирование узла соединения балки
Регистрация: 20.03.2020
Сообщений: 17
|
||
Просмотров: 14510
|
|
||||
Регистрация: 20.03.2020
Сообщений: 17
|
|
|||
![]() |
|
||||
Регистрация: 20.03.2020
Сообщений: 17
|
Необходимо сделать это без плавного скоса на самой балке.
----- добавлено через ~2 мин. ----- Насколько я понимаю, чтобы конструкция работала совместно, нужно, чтобы момент передавался через соединение. Так же оси балок не находятся на одной прямой. Не знаю какой негатив это даст на конструкцию. |
|||
![]() |
|
||||
инженер Регистрация: 26.01.2017
Калининград
Сообщений: 386
|
Перенесите скос вовнутрь большей балки.
Либо Через торцевую пластину(как в варианте выше с болтами, только без болтов). В таком случае придётся узел посчитать - для определения толщин пластин и наличия/отсутствия ответных рёбер. Offtop: Дверь, окно, трубопровод? |
|||
![]() |
|
||||
Регистрация: 20.03.2020
Сообщений: 17
|
Что значит "только без болтов"?
----- добавлено через ~4 мин. ----- Есть у Вас какая - нибудь литература, в которой описывается работа такой конструкции и как ее рассчитывать аналитически? |
|||
![]() |
|
||||
инженер Регистрация: 26.01.2017
Калининград
Сообщений: 386
|
Убираете болты, убираете одну торцевую пластину, убираете ребра сверху.
С такой литературой не знаком. Посчитать можно в любой МКЭ программе, удобно считать в айдиа статике. |
|||
![]() |
|
||||
Регистрация: 29.01.2017
Москва
Сообщений: 201
|
Цитата:
А дальше думайте сами. |
|||
![]() |
|
||||
Регистрация: 20.03.2020
Сообщений: 17
|
|
|||
![]() |
|
||||
Дилетант Регистрация: 06.12.2017
Сообщений: 2,944
|
А на самом деле? На картинке показаны одинаковые размеры a - a - a/
Если сечение произвольное, то надо принять один профиль по всей длине без всяких стыков, тем более, что балка короткая. |
|||
![]() |
|
||||
Регистрация: 20.03.2020
Сообщений: 17
|
Цитата:
Задача так сказать учебная, геометрия по факту может меняться. Мне бы принцип понять. ----- добавлено через ~15 мин. ----- Так что подойдет по сути любое сечение, у которого стенка достаточно тонкая. Толщина стенки будет находиться по допускаемым касательным напряжениям |
|||
![]() |
|
||||
Регистрация: 20.03.2020
Сообщений: 17
|
Цитата:
Выкладок никаких нет. Лишь внутренние усилия в месте стыка балок. Конструктив необходимо придумать. ----- добавлено через ~2 мин. ----- Пока склоняюсь к узлу , который самый первый в ветке |
|||
![]() |
|
||||
Регистрация: 29.01.2017
Москва
Сообщений: 201
|
Момент в балке - это пара сил. Т.е, верхняя часть сечения относительно нейтральной оси сжата, нижняя - растянута.
1-ый узел фиг пойми какой и как работает (если работает вообще) Вот вам классический пример балки с разной высотой сечения. Хоть это не строительная конструкция, но принцип тот же |
|||
![]() |
|
||||
Регистрация: 15.02.2019
Сообщений: 200
|
Предположим,что это двутавры.
Верхний пояс стыкуем накладкой на сварке. Нижний пояс стыкуем тоже накладкой, но в ней с одной стороны вырезаем щель, чтобы вставить стенку более высокого профиля и приварить накладку к стенке. Стенки состыковать вертикальными накладками ----- добавлено через ~2 мин. ----- Разложить момент на две силы в поясах меньшей балки, и на эти силы подобрать длину северных швов |
|||
![]() |
|
||||
Регистрация: 20.03.2020
Сообщений: 17
|
Цитата:
----- добавлено через 58 сек. ----- Эти балки - отдельные. ----- добавлено через ~3 мин. ----- А если не жбк, а металл? ----- добавлено через ~7 мин. ----- Как вариант - подойдет. Строительная или машиностроительная конструкция - не важно. |
|||
![]() |
|
||||
Регистрация: 21.06.2020
Сообщений: 588
|
Ну ты кадр... Траверсы двухветвевых колонн когда-нибудь считал?
|
|||
![]() |
|
||||
Регистрация: 10.09.2007
Сообщений: 10,592
|
- можно упростить.
----- добавлено через ~5 мин. ----- - плохой и опасный (для строителей) пример: узел там неверен, а работает лишь в виду малого уровня напряжения, там усталость критична, а не прочность. |
|||
![]() |
|
||||
Регистрация: 10.09.2007
Сообщений: 10,592
|
|
|||
![]() |
|
||||
Дилетант Регистрация: 06.12.2017
Сообщений: 2,944
|
Цитата:
Как пожелаете. |
|||
![]() |
|
||||
Дилетант Регистрация: 06.12.2017
Сообщений: 2,944
|
|
|||
![]() |
|
||||
Регистрация: 21.06.2020
Сообщений: 588
|
Верхнее ребро и болты добавляют жесткости их имеет смыл убирать если сверху ЖБ перекрытие или что-то подобное. Продольные ребра продлевать имеет смысл не более чем до 200мм, дальше уже стенка балки включается. Опять же без усилий и геометрии не сказать.
ЗЫ Нестандартные узлы проще моделировать оболочками МКЭ и смотреть жесткость/ передачу напряжений, вон СКАД уже физ. нелинейность ввел для пластин. |
|||
![]() |
|
||||
Регистрация: 06.06.2012
Харьков, Украина
Сообщений: 2,454
|
Цитата:
Ничего не проще. Если выполнять линейный расчет и ограничивать максимальные напряжения величиной расчетного сопротивления, то узел будет излишне прочным (если не рассматривать точки с сингулярностями, где напряжения при уменьшении размера КЭ стремятся к бесконечности). Если же выполнять нелинейный расчет, то что брать за критерий прочности? |
|||
![]() |
|
||||
Дилетант Регистрация: 06.12.2017
Сообщений: 2,944
|
Цитата:
Вредность и опасность примера при небольших углах преувеличены. Конечно, при переломе 90 град. - ребра обязательны. Схема во вложении не отражает реальную работу. |
|||
![]() |
|
||||
стальные конструкции Регистрация: 04.12.2019
Екатеринбург
Сообщений: 355
|
Цитата:
Либо, говоря о приопорной зоне шаринирно опертой балки, обязательна проверка таврового сечения (без учета работы перегибаемой полки). Последний раз редактировалось CIE-engineer, 18.12.2020 в 12:42. |
|||
![]() |
|
||||
Регистрация: 10.09.2007
Сообщений: 10,592
|
|
|||
![]() |
|
||||
Регистрация: 06.06.2012
Харьков, Украина
Сообщений: 2,454
|
Цитата:
От приложенного момента для участка с параллельными поясами на внешних поверхностях поясов получаются напряжения +- 100 МПа. В месте излома поясов следующие напряжения: Есть умельцы проанализировать результаты полученного расчета МКЭ и сказать какой коэффициент использования балки по прочности для данного случая? Расчетное сопротивление, например, 240 МПа. Последний раз редактировалось ZVV, 18.12.2020 в 14:18. |
|||
![]() |
|
||||
Регистрация: 10.09.2007
Сообщений: 10,592
|
Этот простой пример показывает рост напряжений в 2-3 раза (сравниваем с верхней полкой без излома). Так что узел именно опасен и коварен своей простотой с одной стороны, и неочевидной работой с другой.
- нагляднее не «на», а «в». Такая же проблема у криволинейных (в плоскости стенки) двутавровых стержней. ----- добавлено через ~8 ч. ----- Поковырял формулы, скад и получил рост напряжений (вдоль полки) на изломе (на свободном крае): k=1+1,055g, где g=(b/t)*sin(а) b, t - свес и толщина полки; a - половина угла излома полки. Для приведённого примера: k=1+1,055*(150/10)*sin(5гр)=2,38. По картинке скада: k=236/93=2,54, разница 7 %. Я полагал равномерное распределение напряжений по ширине полки при встрече с изломом, на картинке это не так, поэтому и погрешность. Соотношение b/t для оптимальных сечений примерно 14. Положим его в 2 раза меньше - 7 и угол излома положим не 10, а 5 градусов (что очень мало для реальных конструкций). Тогда k=1+1,055*7*sin(2,5гр)=1,3. Для точки пересечения излома полки и стенки (см. ниже) рост составит 46 %. Т. е. даже при относительно малых свесах и углах излома имеется существенный рост напряжений. Рост напряжений в точке пересечения излома полки и стенки (по приведённым напряжениям): k=(1+1,561g+6,912g^2)^0,5 Разница с КЭ-примером: 3,85/3,69=1,04 (4 %). Последний раз редактировалось eilukha, 22.12.2020 в 10:07. |
|||
![]() |
|
||||
Дилетант Регистрация: 06.12.2017
Сообщений: 2,944
|
Пожалуй самый дельный пост в теме. Результаты в принципе ожидаемые - сжимающие напряжения концентрируются вдоль стенки, а крайние волокна выключаются из работы. В месте перелома наблюдается местный изгиб из плоскости полки.
Цитата:
Цитата:
"Паровозная балка" тоже пример, от которого не стоит отмахиваться, встречаются переломы нижнего пояса без ребер у мостов кранов. На "бытовом" уровне допустимый перелом (без ребер) ограничивают по-разному: угол 30, 20, 5 град, тангенс 0.2, 0.25, 0.5. Перелом является концентратором напряжений и было бы интересно проверить с учетом пластики, а в идеале еще и по деформированной схеме. Хотелось бы получить методику с простыми формулами. У меня интерес шкурный, поскольку сам напроектировал достаточно таких перегибов. |
|||
![]() |
|
||||
А гнутый пояс не сравнивали со сварным, при одинаковом угле перелома?
__________________
...переменная FILEDIA создана для привлечения пользователей к форумам. |
||||
![]() |
|
||||
Регистрация: 06.06.2012
Харьков, Украина
Сообщений: 2,454
|
Цитата:
Попытался проверить данный узел по методике из книги Катюшина, но возникли проблемы. Кто-нибуть пробовал считать по его методике? Индексы у моментов и местных напряжений не совпадают с показанными на рисунках. Еще не понятно в каких единицах подставлять величины в формулах (17) и (18)? Пытался по разному и не получил совпадения с моделью защемленной по трем сторонам полосы, нагруженной распределенной нагрузкой q. При этом напряжения для модели защемленной по трем сторонам полосы и местные напряжения в модели балки с изломом имеют близкие значения. Нет, не сравнивал. По идее, чем больше будет радиус перехода в месте излома пояса, тем меньше эффект от дополнительных местных напряжений. Интересно, что добавление ребра в месте излома снижает влияние местных напряжений, но не исключает его: |
|||
![]() |
|
||||
Регистрация: 10.09.2007
Сообщений: 10,592
|
Цитата:
----- добавлено через ~4 мин. ----- - будет хуже, т. к. высота сечения косого сечения будет меньше. Не поможет, см. ниже. - это не концентратор, игра радиусами не поможет. Пример: если стержень фермы имеет излом, то какая разница плавный это излом или резкий, дополнительный момент всё равно будет. Чтобы момента не было, надо в излом добавить стержень (в узле это будет ребро). Впрочем, в несимметричных сечениях ребро будет крутить, его эффективность будет не 100 %. (Да и вообще, швеллер - дурацкое сечение, у него центр изгиба за пределами габаритов сечения находится). ----- добавлено через ~2 мин. ----- Добавил почеркушки в #50 для желающих поверить формулы. Последний раз редактировалось eilukha, 20.12.2020 в 23:09. |
|||
![]() |
|
||||
Регистрация: 06.06.2012
Харьков, Украина
Сообщений: 2,454
|
Продолжение:
Поворот пояса 20 градусов, но выполнен по радиусу 345 мм: Уровень максимальных напряжений по сравнению с одним изломом: 428/528=0,81= 81%. По-хорошему, если оценка выполняется по максимальным напряжениям в узле, то нужно проводить исследование для подтверждения выбранного размера КЭ (уменьшать размер КЭ и смотреть на сколько изменятся значения напряжений). Во вложении модель СКАД для консоли при угле поворота пояса 20 градусов и одном изломе и при угле поворота пояса 20 градусов по радиусу 345 мм. |
|||
![]() |
|
||||
Регистрация: 10.09.2007
Сообщений: 10,592
|
Если излом плавный, то на условную прямую полку уже действует дополнительная распределённая по площади нагрузка (вместо распределенной по линии для резкого излома). Величину этой дополнительной нагрузки p можно найти по ф. (151) СП 16: σ1 = pr/(2t).
Если длина закруглённого участка более (1-2)R, то: k=(1+g+g^2)^0,5, где g=6*b^2/(t*R) b, t - свес и толщина полки; R - радиус срединной поверхности полки. Последний раз редактировалось eilukha, 22.12.2020 в 10:12. |
|||
![]() |
|
||||
Регистрация: 06.04.2015
Сообщений: 2,754
|
Вычисленная предельная нагрузка на балку с изломом и с ребром в месте излома 9,32*2,51=23,39тс*м
https://forum.dwg.ru/attachment.php?attachmentid=233287&stc=1&d=1609881473 ----- добавлено через ~8 мин. ----- Некоторые выводы по результатам проделанных расчетов: - установка ребер на изломе крайне желательна ради сведения к минимуму локального изгиба полки/полок в месте перелома - деформативность балки за счет установки ребер понижается почти в 1,5 раза - предельная нагрузка на балку без ребер незначительно ниже предельной нагрузки на балку с учетом ребер в месте излома (пластическая работа стали делает свое дело) |
|||
![]() |
|
||||
Регистрация: 10.09.2007
Сообщений: 10,592
|
|
|||
![]() |
|
||||
Регистрация: 06.04.2015
Сообщений: 2,754
|
|
|||
![]() |
|
||||
Регистрация: 06.04.2015
Сообщений: 2,754
|
При 25% пластика развивается локально(не по всему сечению) в области излома и практически не влияет на жесткость балки
Нет, эти графики не так нужно понимать. Пологость графика после первого перелома следствие того, что начальное загружение 9,32тсм не учтено в итеративном процессе. т.е. это начальный шаг нагрузки с к-том 1, т.е. эта нагрузка приложена за один шаг, а последующие шаги 1.1, 1.2 ... и т.д от начальной нагрузки уже отображаются на графике в виде постепенного повышения нагрузки. Когда решение не сходится на первых итерациях какого-либо шага программа увеличивает число итераций, что выражается на графике практически горизонтальным участком большой длины. Этот момент (второй перелом на графиках) и свидетельствует о значительном повышении деформативности вследствие образования пластического шарнира/ов и достижении предельного/критического значения нагрузки. |
|||
![]() |
|
||||
Регистрация: 06.04.2015
Сообщений: 2,754
|
Цитата:
|
|||
![]() |
|
||||
Регистрация: 06.06.2012
Харьков, Украина
Сообщений: 2,454
|
Цитата:
Упругопластические расчеты узлов на прочность это, конечно, совсем иной уровень обоснования несущей способности. Из упругих расчетов можно, максимум, сделать качественную оценку различных компоновок узла. В упругом расчете видно, что установка ребра уменьшает локальные напряжения и делает поле напряжений более равномерным. Но, чтобы сказать по результатам упругого расчета, что предельная нагрузка по прочности конструкции без ребра и конструкции с ребром практически идентичны, на мой взгляд нереально. В итоге получается, что у конструкции с изломом пояса без ребра не происходит падения несущей способности по прочности в разы, как предполагалось. И для случаев, когда отношение свеса пояса к его толщине меньше чем в рассмотренном случае (например, как у прокатных двутавров) эффект от излома пояса будет еще меньше. Последний раз редактировалось ZVV, 06.01.2021 в 22:08. |
|||
![]() |
![]() |
|
Опции темы | Поиск в этой теме |
|
|
![]() |
||||
Тема | Автор | Раздел | Ответов | Последнее сообщение |
Как правильно моделировать и анализировать работу узла соединения монолитных стен и колонн подвала многоэтажных зданий? | FonVizin | Железобетонные конструкции | 14 | 06.10.2020 04:22 |
Помогите, пожалуйста, найти техкарту на выполнение работ по усилению узла опирания балки на кирпичный простенок железобетонной обоймой. | strone | Поиск литературы, чертежей, моделей и прочих материалов | 0 | 04.02.2020 21:58 |
Расчет сварных соединений узла крепления балки монорельса | Митрич | Металлические конструкции | 31 | 29.11.2019 13:10 |
Расчет узла примыкания балки к колонне с двух сторон СТК Лира-САПР 2013 | partietz5000 | Лира / Лира-САПР | 0 | 27.03.2017 11:24 |
Конструирование узла опирания второстепенной балки по узлу 1 серии 2.440-2 с учетом примечания 1 | Antonio_v | Металлические конструкции | 15 | 17.03.2015 09:51 |