[mbdj]

Рассчитываю конструкции промышленной печи, которая состоит из стоек, камеры радиации, свода, камеры конвекции, дымовой трубы и рамы поддерживающей дымовую трубу. В камере радиации и конвекции основные конструкции швеллеры и двутавры сортамент называть нет смысла, и стены выполнены и из листа толщиной 5 мм, на который должна будет нанесена футеровка на анкерах. Рассчитывал на постоянные, длительные, кратковременные и ветер для пульсации.
Считал в Лире, при расчете Лира показала, что коэффициент запаса устойчивости общий для схемы меньше 1.
Пересчитывал несколько раз, в итоге посчитал без листов только со стержневыми элементами и получилось, что коэффициент запаса устойчивости где-то 1.6. То что листы теряют устойчивость знаю - почему можно не спрашивать.
Поменял жесткость листов на 6 мм - в конструкции коэф. запаса устойчивости стал немного более чем 1.3 - то что нужно.
Когда составлял модель то составил сетку из элементов пластин (оболочка) те листы 5 мм, таким образом, что не все пластины имеют общие узлы со стержневыми элементами, если бы все элементы пластин имели общие узлы со стержнями то результат был бы другой и с толщиной листа в 5 мм устойчивость была бы обеспечена.
Но это на мой взгляд такой подход (когда все узлы пластин являются также узлами стержней) не учтет работы самого листа, а точнее его потери устойчивости.

В итоге имеется готовый проект (конструкцию эту я вернее пересчитывал а не рассчитывал) в котором листы толщиной 5мм, которые должны потерять устойчивость, но конструкция вся целиком без них устойчивость не теряет, т.е теряют устойчивость только листы. На листах будет футеровка, но ее, как я понимаю, учитывать нужно только как нагрузку, а не как дополнительную жесткость. Увеличение толщины приведет к увеличению масс металла и это нужно обосновать.
(для наглядности прилагаю изображение печи)

Вопрос: Как определить будет ли конструкция работать надежно, зная что листы являются не устойчивыми сами по себе, или же необходимо увеличить толщину листов до 6мм? При этом как обосновать, что листы теряют устойчивость при устойчивых стержневых элементах, и это может привести к обрушению или же все наоборот?

(ответы по типа да или нет прошу как то аргументировать)

[Нитонисе]

Сообщение от mbdj я снова повторюсь: если на большую раму раскрепить жестянку и вы рукой обопретесь на эту жестяку - эта жестянка выйдет из плоскости, т.е потеряет устойчивость, но если вы обопретесь на раму - то рама из плоскости не выйдет и устойчивость не потеряет. А вы привели в пример когда нагрузка действует в плоскости листа - тогда вы правы, но нагрузка может действовать как угодно и вы не правы.

Я бы назвал это не потерей устойчивости, а прогибом. Проверьте свою обшивку отдельно от каркаса. Рассмотрите наиболее крупную ячейку листа по каркасу на ветровую нагрузку, определите прогибы, если они в пределах допустимого, то на этом можно и остановиться. А при расчете каркаса обшивка и все что на ней (что такое футеровка - не знаю) рассматривайте как нагрузку. Обшивка - это ненесущая конструкция.

[Selkoff]

Сообщение от Нитонисе БОльшего пузыря чем величина деформации каркаса - не будет

Абсолютно верно, и этого может быть достаточно для потери местной устойчивости пластины при устойчивом положении всей конструкции

Сообщение от Нитонисе Обшивка - это не силовой элемент и ситуация, когда каркас без обшивки устойчив, а с обшивкой нет - абсурдна и нелогична

Это не абсурд, а путаница в терминологии:
Лира (дура) выдает минимальный КЗУ выбирая из всех (и несущих и не несущих) элементов расчетной схемы.

Сообщение от mbdj лезвия там изгибаются

Сообщение от mbdj эти листы являются опорой для футеровки

Подкрепите их ребрами

[mbdj]

Сообщение от Нитонисе Я бы назвал это не потерей устойчивости, а прогибом

а прогиб при изменение направления выгиба - это не потеря устойчивости?

Сообщение от Selkoff Лира (дура) выдает минимальный КЗУ выбирая из всех (и несущих и не несущих) элементов расчетной схемы.

я это знаю, что она берет минимальный, но это же все же потеря устойчивости (хотя бы местная) или я ошибаюсь?

Сообщение от Selkoff Подкрепите их ребрами

Это приведет к дополнительному усилению и увеличению металла на ребра и на работу по сборке и сварке - точно не знаю думаю примерно эквивалентно увеличению толщины листа - т.е это подтверждение , что листа в 5мм не достаточто для всей конструкции?

Футеровка - это слой жаростойкого бетона, который имее толщину 200мм и крепится на анкерах к этому листу в 5мм, и служит для защиты металла от высоких температур, т.к печь для перегона какого-то химического продукта процесс типа крекинга, точно не знаю

[Selkoff]

Сообщение от mbdj Футеровка - это слой жаростойкого бетона, который имее толщину 200мм

Ну-у, голубчик, с этого и надо было начинать.
Включите работу бетона толщиной 200 мм в свою расчетную схему (в Лире есть плоский многослойный элемент вроде) вероятность 99.(9)% все элементы будут иметь КЗУ больше 1.

[mbdj]

Сообщение от Selkoff Ну-у, голубчик, с этого и надо было начинать. Включите работу бетона толщиной 200 мм в свою расчетную схему (в Лире есть плоский многослойный элемент вроде) вероятность 99.(9)% все элементы будут иметь КЗУ больше 1.

Дело в том, что этот слой бетона (это легкий бетон 900кг/м3) он даже не само несущий и анкера это не армирование для него , анкера - это лишь элемент крепления бетона к листам, на которых бетон и весит а не несет себя, к примеру есть футеровка свода - так там бетон весит снизу горизонтального листа на анкерах - просто весит.
в ГОСТ 53682-2009 сказано, что:
12.2.1 Все нагрузки от труб и коллекторов должны восприниматься металллоконструкциями и не должны передаваться на футеровку
12.4.2 Футеровка не должна рассматриваться как усиление дымовой трубы, газохода или газосборника.

- да это для дымовой трубы а не для камеры радиации и конвекции, но и до меня футеровку брали лишь как нагрузка а не как дополнительную жесткость, т.к по моему она может просто разрушиться при изгибах обшивки - это не армированный бетон.

[Selkoff]

Хм... я дал Вам три варианта решения Вашей задачи, и не один Вы так и не довели до конца.
Вот еще четвертый:
можно вообще ничего не делать и помолиться, говорят, помогает .

[mbdj]

Сообщение от Selkoff можно вообще ничего не делать и помолиться, говорят, помогает

это для верующих инженеров, а нам нужно разобраться с работой конструкции

Разность относительных перемещений в узлах в пределах норм, даже много меньше 1/200, тогда получается что деформации не значительны и их можно не учитывать, но тогда что же такое потеря устойчивости листов в данном примере, получается она не оказывает значения на работу конструкции - или я что то не понимаю?

[Нитонисе]

Сообщение от mbdj но и до меня футеровку брали лишь как нагрузка а не как дополнительную жесткость,

Но жесткость-то фактически прибавляется. Из плоскости обшивки. Одно дело изогнуться листу и совсем другое дело изогнуться листу вместе с 200 мм бетона. Может ли лист обшивки изогнуться без деформации футеровки?

[mbdj]

Сообщение от Нитонисе ли лист обшивки изогнуться без деформации футеровки?

может при условие что футеровка разрушится или хотябы потрескается - бетон на изгиб не работает, иначе футеровка должна воспринимать какую то накгрузку и не давать листу изогнуться (врядли бетон несет что то на изгиб)

Сообщение от mbdj или я что то не понимаю?

может я путаю прогиб с потерей устойчивости , прогиб получается незначительный - почти его нет, а потеря устойчивости по Лире есть? уже сам запутался.

[Selkoff]

Сообщение от mbdj потеря устойчивости листов в данном примере, получается она не оказывает значения на работу конструкции

О чем и было написано в #7

[Нитонисе]

Сообщение от mbdj врядли бетон несет что то на изгиб

Это ж почему? Бетон на изгиб работает и думаю что стенка в 200 мм легко воспримет ваш ветер. А если приплюсовать еще и жесткость листа обшивки, так и подабвно. Ведь речь идет о деформации обшивки от ветровой нагрузки? Если рассматривать нагрузку от футеровки (похоже что немалую), то здесь наверное можно говорить о местной потере устойчивости листа. Но расчет надо вести, я думаю, именно для этого листа (с учетом бетона), а не для всего каркаса вцелом. То есть если даже обшивка на каждой ячейке потеряет местную устойчивость и покорежится, то это все равно никак не отразится на устойчивости каркаса.

[mbdj]

Я уже склоняюсь к тому что потерю устойчивости листа можно не брать в расчет и считать что конструкция устойчива, т.к там перемещения в листах не большие и напряжения также не большие (но если взять в пример тонкий стержень, допустим металлическую линейку, поставить вертикально и надовить на нее рукой то деформации будут большие, а напряжения маленькие и линейка уже потеряла устойчивость - не знаю на сколько этот пример подходящий, но что пришло в голову)

Но как же потеря устойчивости листа ???? как же ее воспринимать для расчета, знаю что Лира дает КЗУ только элемента с наихудшим КЗУ, без листов у всей конструкции КЗУ - удовлетворительный, что же тогда значит эта "местная потеря устойчивости" (при увеличение толщины листа - лист уже сам становится устойчивым) и можно ли определить какой то "усредненый" "настоящий" КЗУ для конструкции а не для одного элемента у которого этот коэф. самый плохой???
Кто сможет объяснить более менее приемлемо?

Если обшивка покорежется то я думаю это отразится на бетоне - он или должен деформировать, т.е потрескаться или в нем долны быть напряжения меньшие чем Rbt

Появилась еще одна мысль: если лист теряет устойчивость то он уже не несет нагрузку и нагрузку должен воспринимать бетон, но я думаю, что нагрузка не должна передаваться на бетон (это так же при учете жесткости бетона совместно с жесткость листа - часть нагрузки передет на бетон) - а это значит что нельзя допускать потерю устойчивости листа, т.е лист нужно раскрепить дополнительными ребрами или увеличить его толщину, чтобы он не терял устойчивость и воспринимал польностью всю нагрузку.
Поправьте если ошибаюсь.

[Нитонисе]

Сообщение от mbdj поставить вертикально и надовить на нее рукой то деформации будут большие, а напряжения маленькие и линейка уже потеряла устойчивость

Потеря устойчивости линейки сопровождается взаимным сближением карйних узлов, что невозможно в вашей конструкции. Ведь листы обшивки закреплены на каркасе. Вы свою линейку закрепите по краям - она также не будет терять устойчивость. Будет только прогибаться от нагрузки, перпендикулярной ее плоскости, настолько насколько позволяет жесткость линейки. А у вас обшивка подкреплена еще бетоном толщиной 200 мм. Они же вплотную друг к другу? Как только появляются деформации обшивки они тут же передаются на бетон и теперь эта двухслойная конструкия работает вместе.

Но если обшивка раскрепляет элементы каркаса, являясь диафрагмой жесткости, то тут, конечно, надо более пристальное внимание уделить устойчивости, потому как от этого зависит устойчивость всего каркаса. Однако вы пишете, что делаете расчет и без обшивки, значит это не столь важный элемент и устойчивость каркаса обеспечивается другими связями.

[ытя]

Сообщение от mbdj Когда составлял модель то составил сетку из элементов пластин (оболочка) те листы 5 мм, таким образом, что не все пластины имеют общие узлы со стержневыми элементами, если бы все элементы пластин имели общие узлы со стержнями то результат был бы другой и с толщиной листа в 5 мм устойчивость была бы обеспечена. Но это на мой взгляд такой подход (когда все узлы пластин являются также узлами стержней) не учтет работы самого листа, а точнее его потери устойчивости.

Рёбра к обшивке как крепятся?

[Ильнур]

Сообщение от Нитонисе ...абсурдна и нелогична сама по себе.

Как Вы относитесь к "теории" редуцирования сечений? Она тоже абсурдна и нелогична сама по себе?

[Нитонисе]

Сообщение от Ильнур Как Вы относитесь к "теории" редуцирования сечений? Она тоже абсурдна и нелогична сама по себе?

Никак не отношусь, потому что не знаком с ней. Вы считаете, что обшивка может ухудшить работу каркаса?

[mbdj]

Сообщение от ытя Рёбра к обшивке как крепятся?

Ребра крепятся на сварке , в модели общие узлы стержневых и пластинчатых элементов

Для Нитонисе
Они же вплотную друг к другу? Как только появляются деформации обшивки они тут же передаются на бетон и теперь эта двухслойная конструкия работает вместе.

- да находятся вплотную, Но получается в этом случае, что футеровка становится несущим элементов, а предполагалось, что футеровка будет выполнять функции теплоизоляции.
Футеровка крепится на анкерах, я не думаю что эта конструкция должна была восприниматься целиком как несущая.

[ИгорьФ]

Ни чего страшного в потери устойчивости ненесущих конструкций нет,об этом написано во всех книгах по устойчивости

[mbdj]

Сообщение от ИгорьФ Ни чего страшного в потери устойчивости ненесущих конструкций нет,об этом написано во всех книгах по устойчивости

можно какую нибудь точную ссылку на литературу , с описанием процесса который происходит при местной потери листовых и как это будет сказываться на остальных элементах.

[ИгорьФ]

Блейх Ф. Устойчивость металлических конструкций. М.: Физматгиз, 1959. - 544 с.
Власов В.З. Избранные труды в 3х томах.
Вольмир А.С. Устойчивость деформируемых систем М.1967 г. 984 стр. с илл.
Вольмир А.С. Гибкие пластины и оболочки.М.1956
Тимошенко С. П., Устойчивость упругих систем, пер. с англ., 2 изд., М., 1955.
Тимошенко С.П. Устойчивость стержней, пластин и оболочек. М. Наука, Главная редакция физ.-мат. литературы 1971г. 808 с., ил.
Смирнов А.Ф., Александров А.В., Лащеников Б.Я., Шапошников Н.Н. «Строительная механика. Динамика и устойчивость сооружений».М.Стройиздат,1984 г.

Возьмите Вольмира для начала

есть и другие,но за них не отвечаю,например

Биргер Прочность,устойчивость,колебания. в 3-х томах
Гиммельфард А.Л.Основы конструирования в самолетостроении
Ржаницын А.Р.Устойчивость равновесия упругих систем.М.1955
Ржаницын А.Р.Составные стержни и пластинки.М.1986