[Lun@tiK]

Здраствуйте.

Сейчас пошла мода на быстровозводимые и легкие здания выполненные, как правило, из легких гнутых профилей (термопрофиль), или из труб, чаще всего квадратных (речь идёт о колоннах). Конечно труба - это хорошо, с точки зрения экономики она имеет наибольшие ядровые расстояния, по сравнению с другими профилями, т. е. более эффективно рапределен металл. Также к трубе легко монтировать стеновые панели, т. к. у неё все грани ровные.

Но труба имеет существенные недостатки:
- сложность конструирования узлов, особенно если к трубе (-колонне) примыкают элементы из других профилей (уголки, двутавры и т.д.);
- труба требует высокой эстеки производства - речь идет о её резке, сварке и т.д., что в наших условиях весьма сомнительно;
- по той же самой причине будет нарушена герметичность трубы (замкнутые сечения должны быть герметичны - требование СНиП) саморезами или прочими крепежными приспособлениями, что может привести к внутренней коррозии;
- труба очень чувствительна к потере местной устойчивости, т.к. её стенки гибки (по сравнению с традиционными профилями) - в плоскости симметрия труба не имеет ребра (как двутавр например);
- труба имеет более высокую стоимость по сравнению с другими профилями (если не самую высокую).

В разной литературе даются альтернативные направления области применения квадратных труб:
- прогоны;
- связи;
- элементы конструкций (именно элементы, а не сами конструкции).

Так вот аргументируйте свое мнение по вопросу применения квадратных труб в качестве колонн, балок (второстепенно - прогонов, связей).

Убедите меня в абсолютной пользе или бездарности этого профиля применительно к нашим условиям и тем областям применения, которые я указал выше.

Благодарю всех за отзывчивость.

[kms]

пст
сорри, поторопился - конечно на гибкость. Я к тому, что иногда выгодно поставить трубу меньшей толщины (пародокс!).....

[kms]

DK

Можно, но не технологично. Да и существенно ослабляется одна из свариваемых труб. Таких узлов я ни разу не встречал

да вроде в серии "Молодечно" такие стыки там и сделаны.....
Год назад делали фермы на заводе металлоконструкциий - там так же. Никаких ослаблений - заводимая труба придаёт жёсткость соединению, а зазоров при сварке таких угловых/тавровых стыков там просто не получается..... Фишка в том, что заводимая труба должна быть несколько меньше по номеру профиля....

Сообщение от kms DK да вроде в серии "Молодечно" такие стыки там и сделаны..... Год назад делали фермы на заводе металлоконструкциий - там так же. Никаких ослаблений - заводимая труба придаёт жёсткость соединению, а зазоров при сварке таких угловых/тавровых стыков там просто не получается..... Фишка в том, что заводимая труба должна быть несколько меньше по номеру профиля....

Если свариваются квадратные трубы разных размеров, как это обычно бывает в фермах, то при сварке шов не попадает в зону скругления. В этом случае детали сопрягаются без зазоров, швы получаются качественными и извращения с прорезанием стенок квадратных труб не требуются.

[Samar]

Сообщение от kms [b]DK [/...Никаких ослаблений - заводимая труба придаёт жёсткость соединению, а зазоров при сварке таких угловых/тавровых стыков там просто не получается..... Фишка в том, что заводимая труба должна быть несколько меньше по номеру профиля....

Фантазии или извращения, однако.
Можете обьяснить, как висячие концы "придают жесткость соединению" взамен ослабления стенки профильной трубы прямоугольным отверстием, выполненным неизвестно каким инструментом ?
Фишка в том, что "заводимая" труба, меньшая по номеру профиля, может иметь ещё и стенку потоньше.
-------------------------
Природа не терпит пустоты: там, где люди не знают правды, они заполняют пробелы домыслом.

[kms]

Samar

Висячие концы - да, не придают Ж. А в самом стыке получается квадрат (вполне Ж рама-кольцо).

[Bigboy]

Мда, однако. Все верно, в сериях по Молодечно есть стыки профильных труб, когда одна труба меньшего размера приваривается к другой большего размера швами по контуру именно из-за скруглений большей трубы и более внятной передачи усилий + защита от коррозии внутри трубы. Причем приваривается под углом.Но там такие узлы больше идут с продольными усилиями, хотя этот узел может воспринимать и момент, причем стенка трубы к которой приварились находится в сложном напряженном состоянии и ее расчет довольно сложен, аналогично и с круглыми трубами, только выполнение их узлов значительно сложнее, также возможны решения с расплющенными концами труб и т.д., но там отдельная песня.При небольших усилиях можно приварить и прямо и под углом (для ската), сделав в общем то обычный рамный узел, но такие решения это больше для нагрузок типа рамы ворот или рамы небольшого сарая, причем для сарая уже надо все равно просчитывать работу такого узла, причем его же можно выполнить и стыковым швом (разрезав равные по ширине профили, правда это больше для одноэтажных решений) что даже лучше пожалуй будет.А при больших усилиях? По сути стенка балки работает как длинная пластинка закрепленная по двум сторонам, загруженная кучей усилий. А если ее еще и разрезать вырезав дырку в стенке трубы, то получится та же пластинка загруженная по свободному краю. Не ну стоять-то будет и так, только при каких нагрузках? Недаром ведь нет таких серий и вариантов решений,у нас вроде точно, за бугром не знаю, тоже не сталкивался. Однако логичный вывод увеличивать толщину стенки, если нет возможности поставить внутрь ребра жесткости (как допустим в составных коробчатых сечениях).А если ригель рамы примыкает не с одной стороны? А, как тогда? Он может примыкать и с двух, и с трех, и с четырех сторон к колонне, а если все они рамно? Что, под все дырки резать? Дырки однозначно нет, а вот приварить в принципе можно или просто встык к стенке колонны или с накладками (как короткими в виде планок, так и в виде сплошной пластины с вырезом под колонну, как квадратную, так и круглую), получим что-то похожее на обычный рамный узел у двутавров. Только расчет такой конструкции запарное дело, замоделировать конечно можно в разных программах (типа сравнить результаты), можно и ручками поторкаться и к чему то даже удововаримому как-то прийти, (однако Трансвааль все помним!!!).В принципе есть подобные решения (на примерах допустим запада) только часто требуют высокой точности и качества и т.д.и расчетов тоже. Опять же есть варианты тупо разрезать трубу, вставив в нее пластины и к ним прицепиться, все по расчетам! Но само собой в таких решениях ригеля рамы все же лучше из двутавра делать, а не из коробок. Ну как, похоже на правду?Может кому полегчало? Давайте обсудим что-ли, а то труба-труба, а по сути никто ничего не предложил автору топика.

[kms]

Bigboy


квадрат - не панацея, и не такой уж незаменимый профиль....
я склонен думать (да и по опыту в МК) что такой профиль применять лучше там, где он технологичнее - примыкание, стыки удобно делать.
Но более всего квадрат незаменим там, где повышенное внимание стоит уделять вопросам устойчивости, поскольку гибкость у такого профиля по Х и Y совпадает . Такие требования больше всего встречаются в пространственных конструкциях (фермы и раскосы ферм, купола, арки, связи по покрытию). Кстати, круглый профиль также удобен с точки зрения гибкости, НО - не технологичен (стыки, сварка и т.д.).
Кстати, квадрат также наверное удобен в центральных колоннах - хотя к чему они там? - ведь крайние колонны для здания из МК - как правило двухветвевые и всё воспринимают на себя (по ветру), а в ж.б. зданиях - есть ядра жёсткости.....
Попробуёте сравнить ради эсперимента (но и на будущее для себя) - какой вариант менее металлоёмкий в колоннах - квадрат или др. профиль. Почему-то я склонен думать что выигрышный по массе (а значит и по деньгам!) профиль - НЕ квадратный , иначе бы все серии советского времени для колонн пром. зданий были бы из квадрата....экономику тогда считали ого-го!......
Вот тут совет пришел на ум: посмотрите какие-нибудь советсткие серии по интересующей вас теме - наверняка там найдутся готовые решения, которые отработаны были целыми институтами (читайте внимательно первые страницы серий - там все исходные и предпосылки по применению и расчёту!). Применять уникальные конструкции следует в уникальных случаях (10-20% - уникальности, а остальное - опять серия....), но не как не изобретать велосипед там где пешком можно дойти Удачи!

[IBZ]

Сообщение от kms Bigboy Попробуёте сравнить ради эсперимента (но и на будущее для себя) - какой вариант менее металлоёмкий в колоннах - квадрат или др. профиль. Почему-то я склонен думать что выигрышный по массе (а значит и по деньгам!) профиль - НЕ квадратный , иначе бы все серии советского времени для колонн пром. зданий были бы из квадрата....экономику тогда считали ого-го!......

По расходу металла, в большинстве случаев для легких одноэтажных бескрановых зданий по расходу металла лучше будет квадрат или прямоугольник. По цене же вовсе не факт - прямоугольные замкнутые сечения дороже. Что же касается советских времен, то замкнутые сечения были строго лимитированны, и для применения их требовалась куча согласований Для крановых же зданий применение замкнутых профилей весьма сомнительно.

[kms]

IBZ


да-да, я не стал грузить здесь ещё и дефицитом таких труб ( ГАЗпром-то даже и на круглые трубы просит скидки.....а уж для строительства никто не станет лоббировать).

НО: даже для одноэтажных бескрановых зданий - много решений из развитых, и двух-ветвевых сечений для колон.
Если взглянуть на сечение квадрата и двутавра - развитое сечение (а значит и более жёсткое) - у двутавра: глядя на квадрат мысленно отсекаю одну стенку и передвигаю оставшуюся к середине полок - получается двутавр....., но съэкономил целую стенку, часть которой можно добавить на увеличение высоты сечения! Сравнил сейчас Тр.160х5 с Двут.№18Б2 - практически одинаковые геом.хар-ки, ну а если Двут.№20Б1 - то W у двутавра выросла на 25%, а ЕI (жёсткость) - на 55%!.... Чуть-чуть, но двутавр лучше (в том числе и по массе).....

[IBZ]

Сообщение от kms НО: даже для одноэтажных бескрановых зданий - много решений из развитых, и двух-ветвевых сечений для колон..... Чуть-чуть, но двутавр лучше (в том числе и по массе).....

Ну давайте рассмотрим конкретный пример. Есть однопролетный навесик высотой 6 метров с площадкой на высоте 3 (м) (такой сарайчик на днях считал). Приблизительные силовые факоры N=-25.0 (т) M=5.0 (тм) Мx=2/3*M=3.33 (тм). Дополнительные данные: lx=12 (м), ly=6 (м), предельная гибкость [Я]=180-60а, сталь С245. Чуть упрощая задачу считаем, что горизонтальные перемещения не регламентированны (момент образовался в основном от примыкающих площадок), хотя легко можно посчитать и с условием предельного горизонтального прогиба.В результате подбора с оптимизацией получаем:

- двутавр 23К1.............................................. 52,2 кг/пм
- квадрат 250/250/6 ..................................... 45,24 кг/пм
- прямоугольник 300/150/6 ............................ 40,53 кг/пм
- сварной двутавр Ст-280х5 +2П-215х6 ........... 31,24 кг/пм

Коментарии, на мой взгляд, излишни ... Хотите, предложите свои исходные, поглядим, что получится

[kms]

прямоугольник 300/150/6 ............................ 40,53 кг/пм - сварной двутавр Ст-280х5 +2П-215х6 ........... 31,24 кг/пм Коментарии, на мой взгляд, излишни ... Хотите, предложите свои исходные, поглядим, что получится

Ну так и вышло что двутавр (хоть и сварной) вышел по массе меньше..... что и требовалось доказать. И ещё - не зря производят колонный тип двутавра.....-значит зачем-то его делают!?
Вы необоснованно не учитываете жёсткость EI - поскольку для крайних колонн ИМЕННО ЭТО ГЛАВНОЕ. Не хочется доставать стальной снип, но видимо придётся, поскольку вы нарушаете расчётные положения и смешиваете понятие внецентренно-сжатого элемента с изгибаемыми (расчёт-то вели по W, не так ли?)......попозже выложу ссылку на пункт снипа.....

[kms]

К посту #71
Вот выжимка из п.5.27*, последний абзац : "

Расчет на устойчивость не требуется для сплошно-стенчатых стержней при mef>20 и для сквозных стержней при m>20, в этих случаях расчет следует выполнять как для изгибаемых элементов.

"

посмотрите/посчитайте по стальному снипу с п.5.24* по 5.27*. Хотя может вы знаетет об этом, но мне думается что в приведённом вами примере не получится подменить внецентренно-сжатую стойку изгибаемым элементом.....Т.е. нельзя колонну вводить в схему как изгибаемый элемент (практически балка).
Допускаю, что из-за несложности вышеозвученной задачки, пройдут все указанные элементы, но вот при бОльших высотах - наверняка не получится крайней колонны из квадрата.

[Bigboy]

kms, а что за серии такие, не подскажешь? Что-то нигде не найду. В сериях по Молодечно, Унитек, Орск, Плауэн конкретно такого нет, помнится видел нечто подобное (рамные и шарнирные узлы на круглых колоннах) в каких-то наших учебниках, но сейчас не найти, там два бублика в уровне поясов ригеля, воспринимающие момент и фасонка к стенке колонны для рамного узла (может быть прорезной, но только в двух направлениях тогда под 180), или то же самое но только без крепления к поясам ригеля для шарнирного или просто прорезная фасонка под 180, но в сериях что-то не видел. Во всяком случае мы нечто подобное применяем на круглых колоннах (так кстати и сделано на фото с поста №49 в этой теме). А в рамах типа Унитек нет полноценных расчетов, как впрочем и подобных узлов, в Орск и Плауэн соединения рам фланцевые на болтах, про Молодечно вообще молчу. Нет расчеты можно найти, есть типа в Мандрикове или в Троицком, и у др. кое-где,расчеты листовых конструкций + самому что-то еще пошукать. Просто у нас подобные системы только недавно стали широко применяться, а на западе с трубой уже лет 30-40 строят ,к примеру те же небоскребы-близнецы в Нью-Йорке , вот и сказывается недостаток опыта. Может кто знает западные нормы на подобный конструктив, а то чего-то мне не найти? Для успокоения что-ли, а то не люблю не законченных дел. А у себя в проекте мне условие поставили - квадратная труба, минимум связей, а так я бы взял стандартное решение типа рамно-связевой каркас и все из двутавра по возможности.(хотя у нас тут рынок рядом строится все из двутавра 2эт, 48х42м где-то в плане, сетка 6х6м,все узлы шарнирно, и ни одной ВС вообще нет, хотя дело к концу уже. Видимо стоять будет за счет жестких узлов базы и дисков перекрытия и покрытия, вообще схема возможна, горизонтальные нагрузки то невелики, общую деформативность только смотреть надо, хотел с исполнителем сего пообщаться, но не получилось, теперь в итоге и у меня нечто подобное вырисовывается, е-мое что делать!

[kms]

Bigboy


утром или завтра вечерком скину тебе точные названия серий.... А так можешь сам по даунлоаду пошукать, примерно серии такие: "Стальные колонны для произв. зданиий с/без мостовых кранов...." и т.п. А вот точная серия и лист: 1.423.3-8.1-05КМ - колонна марки А16, только там нету квадратного профиля, да и не могло быть в крайних колоннах квадрата. Может в институт проектный зайдёте, спросите, если в инете не найдёте. По серии легко работать - всё подобрано уже, отработано, вам останется только нагрузки собрать и выдать проект .....

хотя у нас тут рынок рядом строится все из двутавра 2эт, 48х42м где-то в плане, сетка 6х6м,все узлы шарнирно, и ни одной ВС вообще нет, хотя дело к концу уже. Видимо стоять будет за счет жестких узлов базы и дисков перекрытия и покрытия, вообще схема возможна, горизонтальные нагрузки то невелики, общую деформативность только смотреть надо, хотел с исполнителем сего пообщаться, но не получилось, теперь в итоге и у меня нечто подобное вырисовывается, е-мое что делать!

У вас такое не должно пройти: без связей, с шарнирами, и колонны ВСЕ из двутавра.....спалитесь из-за причин, изложенных в посте#72 или ЭСПЕРТИЗА(ГАСН) вас и заказчика, мягко говоря, поправит..... Это всё серьёзно - если будут проблемы со здачей или эксплуатацией заказчик придёт к вам первым.... Доказывайте расчётами, пунктами СНиПа, сериями....Скажи что кровля, витражи и проч. хрупкие отделочные материалы будут трещать как бумага от ножниц (жёсткость отсутствует!!!), ну и сам ещё додумкаешь....
Кстати, ветви двухветвевых колонн и соединит. элементы можно сделать и из квадрата, если у заказчика навалом такого дефицита Подбирайте близко к серийному решению все сечения - и всё вроде должно получиться!
Я давно для себя решил - что крайние колонны (более 7-8-9 м) - только двух ветвевые, и двутавр/швеллер в качестве ветвей - при любых высотах!
p.s. обвязочный ряд башен-близнецов был из двутаврового профиля или швеллера (по памяти на фото), одноветвевой - потому что внутри здания были жесткие ж.б. ядра.....А вот фермы перекрытий - из квадратной трубы, там ей и место.....
p.s.s. Тут ещё одна мысль вспомнилась - ваш заказчик похоже хочет не зря в проект впихнуть квадратную трубу - она дороже, а значит и накрутки по СМР, проектирование и проч. будут соответствующие....либо избавляется от остатков в целях съэкономить на оплате стройматериалов....Как-то так, - получается конструкции здесь не причём.....

[Bigboy]

Дык вот в том-то и дело, что у заказчика подобных вышеописанному несколько штук настроены, стоят по 5 лет уже, я интересовался у него, ну и как - стены не трещат, а он говорит - трещат, короче я в шоке был и где экспертиза е-мое? Но у меня ВС есть, правда по трем сторонам только, больше не дает зараза, перекрытия все завязаны связями без учета диска перекрытий и гориз. перемещение каркаса вроде даже при самом неблагоприятном сочетании нагрузок в пределах 1/800 на здание и меньше 1/700 на этаж, т.е. по идее даже с жестким заполнением стен трещать ничего не должно (мля, ... их, мне коллеги из проект. института говорили,что хреновое это изобретательство,но Москва же рулит), вот и думаю не пришлось бы все равно или связей добавлять, или делать рамно-связевой каркас, в котором можно или коробку или двутавр на колонны использовать, разницы большой нет, окромя удовольствия заказчика

[kms]

он говорит - трещат, короче я в шоке был и где экспертиза е-мое

вот-вот, мы понимаем о чём говорим..... все мы знаем как экспертизу проходят подобные объекты. Тут сам посуди - колонны работают как изгибаемые элементы - это же писец.....
Но! - тут смекалку надо проявить, однако, взять хитростью у заказчика бумажку (составь письмо), что мол принятые решения исходят от заказчика - и потом тебе принесут проект на усиление когда-нибудь, и со своими претензиями заказчик тоже не придёт к тебе..... мечты? нет ничего нереального! Или найди авторитетного спеца у себя там, которого послушают....
По конструктиву: ВС - только на перемещения вдоль ряда колон, но не поперёк......

p.s.

перемещение каркаса вроде даже при самом неблагоприятном сочетании нагрузок в пределах 1/800 на здание и меньше 1/700 на этаж

- здесь это, к сожалению, не рулит......
p.p.s.

у заказчика подобных вышеописанному несколько штук настроены, стоят по 5 лет уже

- заказчик наверное ещё и на страховке заработает в будущем......

[kms]

Bigboy

есть вариант - сделай несколько (2-3-4) квадратных колонн встык по высоте - до нужной тебе жёсткости, если другие профиля не дают применить. обвяжешь их по периметру и с шагом по высоте, ну и т.д.

[Yucca]

Спор средины 60-х годов.
Где-то читал, что Шимановский проталкивал фермы из ГСП с безфасоночными узлами, Мельников был категорически против такого решения. Решил спор Стрелецкий (как более древний товарищ) в пользу Шимановского.

[IBZ]

Сообщение от kms Вы необоснованно не учитываете жёсткость EI - поскольку для крайних колонн ИМЕННО ЭТО ГЛАВНОЕ. Не хочется доставать стальной снип, но видимо придётся, поскольку вы нарушаете расчётные положения и смешиваете понятие внецентренно-сжатого элемента с изгибаемыми (расчёт-то вели по W, не так ли?)......попозже выложу ссылку на пункт снипа.....

Господь с Вами, с чего Вы это взяли ? Наша программа делает все проверки для случая сжато-изогнутого элемента: устойчивость в плоскости момента, из плоскости момента, "объемная" устойчивости, если она присутствует(Mx и My не равны 0), опредеделяет предельную гибкость, проверяет местные устойчивости стенки и полок. Насчет EI. Вы имеете в виду нормируемые горизонтальные пермещения здания в целом и разность перемещений в пределах этажа ? Тогда тот же пример с ограничением перемещения верха рамы 1/150 и средним коэффициентом перехода к нормативному моменту k=1.3 :

- двутавр 23К1.............................................. 52,2 кг/пм
- квадрат 250/250/9.5 ................................... 69.31 кг/пм
- прямоугольник 300/150/6 ............................ 40,53 кг/пм
- сварной двутавр Ст-280х5 +2П-215х6 ........... 31,24 кг/пм

В данном расчете учтены все без исключения требовния как для сжато-изогнутых элементов, так и для изгибаемых. У нас это называется универсальным расчетом. Из примера видно, что вытянутое замкнутое сечение все-же лучше прокатного двутавра, хотя квадрат остался в данном случае не при делах Ну, а что сварное самое легкое - ни для кого не секрет.

P.S. Если в ветке речь идет только о квадратном сечении, то пардон.
P.P.S. Если дадут расчетные данные, посчитаю реальные сечения, можно будет обсудить с заказчиком.

[Vavan Metallist]

Теперь в этой теме спрошу (а то задал вопрос в теме раздела "Расчетные программы"). Кто считал узлы связей по пособию СНиП. Формула 100 (расчет на растяжение) что она означает? Почему правая ее часть (после знака "+") почти полностью определяет прочность соединения. Если считать по этой формуле, то фланец для трубы 200х200 можно делать из листа толщиной 1 мм. Это ж бред! Пробовал считать отдельно на левую часть (до знака "+"), тогда получается толщина вроде завышенной, пластического шарнира точно не будет. Косяк, или так должно быть, кто что думает?
Это же актуально и для связей из круглых труб
Да блин! Что, никто таких узлов не применял?! Не верю!