[Bash]

Здравствуйте!
Давно мучает вопрос: зачем во фланцевых соединениях делается предварительное натяжение высокопрочных болтов. В частности, для начала возьмём нижний пояс ферм, где действует только растягивающее усилие. Почему бы здесь просто не затянуть болты, высокопрочные или обычные, и пускай себе работают на рассчитанное по их количеству растягивающее усилие.

[Bash]

Сообщение от 13forever Кстати всегда задавался вопросом- почему для высокопрочных болтов СНиП задают Наименьшее временное сопротивление, а для простых болтов- сразу расчетные сопротивления?

Возможно потому. что у одних есть площадка текучести, а у других нет.
А с другой стороны, кто знает почему раньше снеговая нагрука давалась нормативной, а сейчас расчетной.

[Ильнур]

"...Дайте пожалуйста ссылку на формулу..." интересно, а как Вы до сих пор считали. Посмотрите ПОСОБИЕ по проектированию стальных конструкций (к СНиП II-23-81*), раздел 27. Добро пожаловать в мир знаний!
"...Модуль Юнга не учитывает болт ВП или 4.6..." Один болт ВП заменяет допустим 5 черных. Модуль Юнга един. Длины одинаковые. А напряжения отличаются в 5 раз. Вы забыли закон Гука в простой форме?

[IBZ]

Сообщение от Bash Почему без преднатяжения узел нельзя считать защемленным? И зачем на НП фермы защемление? Я не оспариваю смысл применения ВП. Еще раз: я всего лишь хочу убрать преднатяжение болтов (не важно ВП они или нет), а это не влияет на расход стали и компактности узлов. На поиски и изучение исследований ученых могут уйти годы.

Открываем "Рекомендации по расчету, проектированию, изготовлению и монтажу фланцевых соединений стальных строительных конструкций" совместно выпущенная ну очень солидными организациями. Что же видим?

Пункт 1.3. ФС элементов стальных конструкций, подверженных растяжению, изгибу или их совместному действию, следует выполнять только с предварительно напряженными высокопрочными болтами.

Пункт 1.6. Материалы рекомендаций составлены на основе экспериментально-теоретических исследований, выполненных в 1981-1987 гг во ВНИПИ Промстальконструкции, ЦНИИПроектстальконструкции им. Мельникова и ВНИКТИСтльконструкции.

Так что, если будете спорить, то, отнюдь, не со мной

Если хотите знать личное мнение, то оно следующее. При раскрытии фланца, образуется нечто, похожее на шарнир. При этом в большинстве случаев образуется мгновенно-изменяемая система, что для строительных конструкций категорически недопустимо, даже для чисто растянутых элементов.

[Vavan Metallist]

Наконец то могу выложить свои расчеты. Но. Фланец a la "рекомендации" (те же, о которых пишет IBZ п. 223) я посчитать не смог. Не знаю, может слишком большой , или что, но комп 3 дня пыхтел и не дошел даже до середины расчета. Так что скидываю просто текст. И еще скидываю простую квадратную схемку, которая подтверждает: усилия от преднапряжения и нагрузки в болте все таки возрастают, но далеко не в объеме приложенной внешней силы (цитата от IBZ).
Из всего того делаю вывод: в ЛИРЕ можно считать фланцевые соединения (не доверяя конечно только ей) но если железо супер-пупер продвинутое. Иначе нужно переходить на Ансис, может Робот, больше не знаю. За основу брать какой нибудь аналог (есть в тех же рекомендациях, можно взять КОМЕТУ или Инженерный Калькулятор от ЛИРЫ) и пересчитать его. Если более-менее будут похожие результаты - можно помалу и проектировать. Имхо это будет проще, чем перечитывать талмуды теоретических изысканий на эту тему. Хотя для мозгов лучше второе.

[Vavan Metallist]

Сообщение от Cfytrr Я тут для интереса прикинул модельку фланца

А в чем это?

[Bash]

Сообщение от Ильнур "...Дайте пожалуйста ссылку на формулу..." интересно, а как Вы до сих пор считали. Посмотрите ПОСОБИЕ по проектированию стальных конструкций (к СНиП II-23-81*), раздел 27. Добро пожаловать в мир знаний!

В указанной Вами ссылке нет расчета для толщины фланца, тем более зависимости от преднатяжения болта. Добро пожаловать в реальный мир!

Сообщение от Ильнур "...Модуль Юнга не учитывает болт ВП или 4.6..." Один болт ВП заменяет допустим 5 черных. Модуль Юнга един. Длины одинаковые. А напряжения отличаются в 5 раз. Вы забыли закон Гука в простой форме?

Никто не мешает нам подбирать болты не только по усилию, но и сделать расчет на эту щель. При этом я много раз видел небо на объектах через щель ФС (не только ферм) и все они были с напряженными ВП.

[IBZ]

Сообщение от Vavan Metallist Из всего того делаю вывод: в ЛИРЕ можно считать фланцевые соединения (не доверяя конечно только ей) но если железо супер-пупер продвинутое. Иначе нужно переходить на Ансис, может Робот, больше не знаю. За основу брать какой нибудь аналог (есть в тех же рекомендациях, можно взять КОМЕТУ или Инженерный Калькулятор от ЛИРЫ) и пересчитать его. Если более-менее будут похожие результаты - можно помалу и проектировать. Имхо это будет проще, чем перечитывать талмуды теоретических изысканий на эту тему. Хотя для мозгов лучше второе.

Подозреваю (но совсем не уверен), что в методики расчетов вошли и экспериментальные составляющие, и просто комплексом МКЭ фланец "не взять". Хотя, если есть время, такое подтверждение, если оно, разумеется, получится, дело хорошее.

[Bash]

Сообщение от IBZ Открываем "Рекомендации по расчету, проектированию, изготовлению и монтажу фланцевых соединений стальных строительных конструкций" совместно выпущенная ну очень солидными организациями. Что же видим? Пункт 1.3. ФС элементов стальных конструкций, подверженных растяжению, изгибу или их совместному действию, следует выполнять только с предварительно напряженными высокопрочными болтами. Пункт 1.6. Материалы рекомендаций составлены на основе экспериментально-теоретических исследований, выполненных в 1981-1987 гг во ВНИПИ Промстальконструкции, ЦНИИПроектстальконструкции им. Мельникова и ВНИКТИСтльконструкции.

Возможно они потому и пишут: следует выполнять только с предварительно напряженными высокопрочными болтами , что делали свои экспериментально-теоретические исследования только с преднапряженными ВП. Мы же не знаем какие эксперименты там проводились и насколько квалифицированными людьми. Если бы кто-то мне сказал что они испытывали ФС с преднапряженными и без ВП болтами и получили результат в 5 раз худший или в принципе не допустимый, то без проблем.
По поводу недоверия к квалификации. Полгода назад (может более) прочитал на этом сайте рассказ одного инженера. Решила их организация скопировать у буржуев какой-то агрегат. Разобрали, обчертили, адаптировали под наши условии и запустили в производство. Единственно, что их смущало, они никак не могли понять смысл резьбового отверстия в корпусе и закрученного в нем болте. Но на всякий случай так и изготавливали. Спустя несколько лет этот инженер повстречался с западным конструктором и рассказал этот случай. А тот ему объяснил, что так у них устраняют дефекты литья
ВП болты пришли к нам тоже с запада (и не так давно) и какой путь они прошли к нам и через кого неизвестно.

[Cfytrr]

Сообщение от Vavan Metallist А в чем это?

там сверху на скриншоте... Femap & NX Nastran

[Ильнур]

П.226: "...В указанной Вами ссылке нет расчета для толщины фланца, тем более зависимости от преднатяжения болта...". Толщина там не рассчитывается, а учитывается при назначении количества болтов, особенно наружной зоны. Преднапряжение же не менее 90% Nр.
"...Модуль Юнга не учитывает болт..." - "...подбирать болты не только по усилию..." - ну-ну...
П.228: "...через кого неизвестно...". Вам неизвестно. Эти исследования в многочисленном количестве проводили ученые СССР. Причем один узел мог служить темой кандидатской.
Вам же остается только не забывать периодически тарировать динамомтрический ключ.

[Bash]

Сообщение от Ильнур П.226: "...В указанной Вами ссылке нет расчета для толщины фланца, тем более зависимости от преднатяжения болта...". Толщина там не рассчитывается, а учитывается при назначении количества болтов, особенно наружной зоны. Преднапряжение же не менее 90% Nр.

Алгоритм подбора толщины фланца и усилие преднатяжения болтов там никак не увязаны между собой. Просто в обоих случаях присутствует величина "Bp - расчетное усилие растяжения болта." Причем если для B0 указана четкая формула, то для Ni указывается предельное значение, т.е жестко эти два понятия не связаны. А фланец подбирается с учетом неравномерного распределения усилия между болтами внутренней и наружной зоны.

Сообщение от Ильнур П.228: "...через кого неизвестно...". Вам неизвестно. Эти исследования в многочисленном количестве проводили ученые СССР. Причем один узел мог служить темой кандидатской.

Как проводятся многочисленные исследования и издаются многочисленные книги мы все прекрасно знаем - переписыванием друг у друга с добавлением одного, двух абзацев.

[Vavan Metallist]

Сообщение от Bash Как проводятся многочисленные исследования и издаются многочисленные книги мы все прекрасно знаем - переписыванием друг у друга с добавлением одного, двух абзацев.

Смело.
Но может это и есть нормально, иначе сколько всякой дряни бы люди навыдумывали.

[Ильнур]

"...не увязаны между собой..." Просто неочевидно. Посмотрите п.5.7, и табл.7 из в.у. "Рекомендаций". Цифры 0,8, 0,85 - это не просто. В них сидит ВЕЛИКИЙ СМЫСЛ.
Вообще я считаю, что мет. СНиП - это гениальный документ. В тонкой брошюре охвачено практически все. Если расшифровать и уточнить, получится огромная библиотека.

[Vavan Metallist]

Сообщение от IBZ Подозреваю (но совсем не уверен), что в методики расчетов вошли и экспериментальные составляющие, и просто комплексом МКЭ фланец "не взять". Хотя, если есть время, такое подтверждение, если оно, разумеется, получится, дело хорошее.

Я думаю даже, что там больше эксперимента чем теории. Но в принципе хорошая МКЕ модель может где то и быть сродни эксерименту.

[Ильнур]

Разумеется, если бы наши предки-ученые имели те средства, которые имеет сегодня каждый инженер, все было бы продвинуто по-другому.

[Bash]

Сообщение от Vavan Metallist Смело. Но может это и есть нормально, иначе сколько всякой дряни бы люди навыдумывали.

Смешно.

[Vavan Metallist]

Сообщение от Ильнур Разумеется, если бы наши предки-ученые имели те средства, которые имеет сегодня каждый инженер, все было бы продвинуто по-другому.

Не надо забывать еще о том, что средств у нас много, но пользоватся ими далеко не все умеют. Ну ладно. Че это я в морализацию полез. Больше не буду.

[Bash]

Сообщение от Ильнур "...не увязаны между собой..." Просто неочевидно. Посмотрите п.5.7, и табл.7 из в.у. "Рекомендаций". Цифры 0,8, 0,85 - это не просто. В них сидит ВЕЛИКИЙ СМЫСЛ.

Под рукой их сейчас нет. Насколько помню этот коэффициент 0,8 и 0,85 принимается для расчета максимального усилия на один болт, причем для растянутых ФС с замкнутым профилем и без учета всяки зон. В СНиПе он равен 0,9 для всех ФС. Вот Вам и гениальный документ. Для своего времени - да, но не сейчас. Я бы этот коэффициент сделал макисмум 0,8 для учета +10% погрешности монтажа и +10% возрастающей нагрузки в болте.
Хотя все мы забыли экспериментальные данные mst. Там идет прирост +57% при преднапряжении 7тс болтов М16.

[Bash]

Сообщение от Bash Я бы этот коэффициент сделал макисмум 0,8 для учета +10% погрешности монтажа и +10% возрастающей нагрузки в болте.

Спутал теплое с мягким. Это относится к посту 212: "По СНиП сопротивление разрыву М24 110 (Rb=Ru*S=11,0*3,52=38,4тс), предварительное натяжение 0.7Rb=Pb=27,1 тс. Вообще, это и есть та цифра, на которую рассчитывает проектировщик. Учитывая, что при работе ФС усилие в болте подрастает со скоростью 5-10% от внешней нагрузки (средневзвешенная цифра по эксперим.данным), необходимо предварительно понизить усилие натяжения на эти 10%, т.е. Pbf=0.9Pb=24.4тс, что и написано в рекомендациях по монтажу и расчету ФС."
Pbf я бы сделал max 0.8Pb с учетом сказанного в п.238.

[Vavan Metallist]

Я все не уймусь с расчетом в ЛИРЕ. Теперь забил фланец попроще. Согласно приложению 4 рекомендаций по фланцевым соединениям схема для трубы 114х5. Болты М20, преднапряжение 167кН (все по таблице), толщина фланца 20мм, нагрузку взял максимальную по таблице 64т.
Посчитать удалось, правда не совсем уверен,так как схему сделал в 4 раза меньше. Удалил три четверти, а отрезанные части закрепил от смещения по горизонтали. Эту идею мне подсказал Volod'ka за что ему отдельное спасибо, хотя я не уверен, что это корректно. Результат: усилие в болте приблизительно 20т. Я вот только не совсем разобрался как брать предельное усилие на 1 болт. Я принял 0,7 х наменьшее временное сопротивление х площадь болта нетто = 0,7 х 11000кг/см2 х 2,45см2 = 18,87т. Значит по моему расчету фланец не несет. Это не может не радовать, значит если буду так проектировать у меня получится запас.