[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!

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]