[Itoshii]

Проектирую стальную арку фермой из замкнутых сечений в сейсмике 9 баллов.
Арка сама лёгкая, но несет некоторые достаточно тяжёлые нагрузки.

Согласно СП 14 2018 года принял по Таблице 5.2 - Коэффициент К1 учитывающий допускаемые повреждения зданий и сооружений К1=0,25, что искусственно уменьшает сейсмические силы инерции в 4 раза и допускает пластические деформации.
"2 Здания и сооружения, в конструкциях которых могут быть допущены остаточные деформации и повреждения, затрудняющие нормальную эксплуатацию, при обеспечении безопасности людей и сохранности оборудования, возводимые: - со стальным каркасом без вертикальных диафрагм или связей."

Согласно "Рекомендации по расчету металлических рамных каркасов на сейсмические воздействия с учетом образования пластических шарниров" для колонн каркасов не рекомендуется допускать пластические деформации, а для балок рекомендуется укреплять узлы балок для отдаления сварных швов от пластических деформаций.
Требования по выносу напряжений превышающих Ry у сварных швов есть также в СП 16.
Также зарубежом, видимо, есть практика устройства пластических шарниров ослаблением сечений.

Вижу единственный алгоритм для гарантированного увода пластики от узлов и сварных швов:
1) Считаем с К1=0,25, получаем усилия, сечения арки, считаем узлы.
2) Считаем с К1=1, получаем повышенные усилия. На них считаем узлы. Если в узле получается пластика, то только для этих выбранных узлов изменяем узел локально укрепляя сечение элементов и узлы до тех пор пока пластика при К1=1 не исчезнет.

При этом конструкция в целом будет рассчитана на К1=0,25, а некоторые выбранные узлы на К1=0,5...1.
Правильно ли придумал методику с этими итерациями ? Стоит ли так делать ?


Далее, согласно приведенным "Рекомендациям..." для колонн каркасов не рекомендуется допускать пластические деформации.
Для стальной арки это означает, что пластические деформации не рекомендуются в поясах и раскосах арки.
То есть автоматически приводит к расчёту арки с К1=1. Так на какой же К1 считать арку в целом ?
Подскажите, кто что думает на эту тему.

[Нубий-IV]

Сообщение от IBZ Вся печаль .. где угодно ... очень большой вопрос ... может возникнуть ... может привести ... возможен случай ... вообще нельзя ... замкнутый круг ... не имеем права ... весьма проблематично ... еще более усугубляется

Я думаю, все сильно проще. Я думаю, авторы просто имели ввиду такие узлы:



Такие узлы встречаются в старых книгах по сейсмике (например, у Курмаева). Есть варианты узлов с подрезкой полок - в забугорных книгах (Anil.K.Chopra. Dynamics of Structures) и в еврокодах. Я думаю, что теперь их просто сделали обязательными.

Пластическая работа в явном виде упоминается прямо в СП по сейсмике:

• Зоны развития пластических деформаций в элементах стальных конструкций должны быть вынесены за пределы сварных и болтовых соединений (6.9.2)
• Для элементов, работающих в упругопластической стадии ... (6.9.2)
• ... увеличение рассеяния энергии колебаний из-за появления трещин и пластических деформаций ... (7.6.7)

Причем, судя по картинке выше (из все тех же рекомендаций), и по снижению нагрузок в разы, тут речь не про пару процентов, допускаемых в СП по стальным конструкциям, а о полноценном пластическом шарнире. Просто, чтобы не возиться с пластическми расчетами, их разрешили учесть в виде "упругий расчет + конструктивные требования".

Я думаю, что выяснять, какой пункт СП по стальным конструкциям соответствует динамической сейсмической нагрузке, бессмысленно: это требования для нормальной работы зданий. А при сейсмике надо принять решение:

1. Не допускаем пластических деформаций при землетрясении. Конструкция переживет его без повреждений и продолжит работать. Дорого, годится для ответственных сооружений.
2. Допускаем массовые пластические шарниры и повреждения. Конструкция не обрушится, но потребует восстановления, прежде чем продолжить работу.

Сообщение от IBZ Никаких иных запретов я не ведаю, но раз Вы пишете, то, видимо, знаете.

Юридически, может, и нет. А практически, даже если найти программу, которая поддерживает учет пластики, рассеивания энергии, изменение расчетной схемы в процессе вычислений - для расчета понадобится знать:

1. Какая энергоемкость у пластических шарниров в стальных конструкциях?
2. Сколько циклов колебаний выдерживает пластический шарнир? Это зависит от марки стали? Это зависит от величины деформации? Это зависит от концентрации напряжений?
3. Сколько этих циклов вообще брать в расчет? Формулы СП задают силу воздействия, а не длительность.
4. Чему равна энергоемкость трещины в бетоне или кирпичной кладке? А энергоемкость трения в трещине после ее образования?
5. Как проверить прочность колонны, скрученной, как на картинке?
6. Сколько несет кирпичный простенок с трещинами крест-накрест?
7. Сколько несет железобетонная колонна с поврежденным бетоном?
8. ...

Если все эти характеристики принять "по самому пессимистичному варианту", то конструкция в расчете сложится после первого же повреждения в любой части. Получится расчет с K=1 и без учета пластики. А зачем он такой нужен, если то же самое получается из расчета на ПЗ, гораздо быстрее и в любой программе? Если таких сведений нет в СП - нет и расчета на МРЗ. Видит программа, да СП неймет.

[IBZ]

Сообщение от Нубий-IV Я думаю, все сильно проще. Я думаю, авторы просто имели ввиду такие узлы:

А я думаю, что нормы следует трактовать буквально и без "домысливаний" любого рода. И если бы авторы имели в виду такие узлы, они обязаны были бы об этом прямо сказать. Да вдобавок пояснить где и как .

Сообщение от Нубий-IV Какая энергоемкость у пластических шарниров в стальных конструкциях? Сколько циклов колебаний выдерживает пластический шарнир? Это зависит от марки стали? Это зависит от величины деформации? Это зависит от концентрации напряжений? Сколько этих циклов вообще брать в расчет? Формулы СП задают силу воздействия, а не длительность. Чему равна энергоемкость трещины в бетоне или кирпичной кладке? А энергоемкость трения в трещине после ее образования? Как проверить прочность колонны, скрученной, как на картинке? Сколько несет кирпичный простенок с трещинами крест-накрест? Сколько несет железобетонная колонна с поврежденным бетоном?

Именно поэтому и появилось известное "письмо академиков", предлагающее выбросить СП 14.13330.2014 на помойку и разработать совершенно другой документ ...

[Бахил]

Offtop: IBZ, тебя из експертов попёрли чтоль? Это ж какое шикарное поле для вставления палок проектировщику..
А ты сразу "на помойку". Это не наш метод!