[N_g87]

Доброго времени суток! В рамках дипломного проекта необходимо выполнить расчет рамы переменного сечения пролетом 27 м, шаг рам 6 м. Раму собираюсь рассчитывать в скад. Но знаний по нему не так много. И информации по расчету таких рам в интернете тоже мало. Для начала такой вопрос. Раму в скад мы задаем с помошью разбиения на конечные элементы. Из каких условий мы выбираем их количество?

[eilukha]

Имеется инфа, что простой простая проверка ступенчатых двутавров недостаточна, имеются особенности НДС в балке переменной высоты. Кто-нибудь это учитывает?

Сообщение от ZVV Согласно расчету по СНиП, для стержня из примера, критичной оказалась проверка "устойчивость в плоскости действия момента (плоская форма потери устойчивости).

Сообщение от ZVV Почему так?

Плоская форма потери устойчивости (в рамках эйлеровой задачи устойчивости) не является самой вероятной в данном случае. Согласно проверке СНиП критичной оказалась не плоская форма потери устойчивости, а излом консоли в заделке от действия изгиба со сжатием в плоскости стенки. Фактически, для вычисления напряжения в заделке, в данном случае, не нужны ни расчетные длины в плоскости действия момента, ни начальные несовершенства. Хотя, СНиП ими как бы оперирует, что и вводит инженера в некоторое заблуждение, в таком случае, достаточно посчитать обычную консоль по деформированной схеме. Сходимость результата со СНиП будет максимальной.
Для рам переменного сечения характерны высокие стенки и узкие полки. Поэтому, обычно, критической является либо форма потери устойчивости "из плоскости", либо локальная потеря устойчивости стенки/поясного свеса. Плоская же "потеря устойчивости" в 99% случаев правильно учитывается расчетом по деформированой схеме без учета нелинейности работы материала, т.е. в упругой стадии.

Сообщение от ZVV И уточните еще: в п.57 результаты расчета в линейной постановке без учета нелинейностей?

С учетом геометрической нелинейности для вычисления напряжения в заделке, и в упругой постановке для вычисления форм потери устойчивости и КЗУ.

[SergL]

Сообщение от eilukha Имеется инфа, что простой простая проверка ступенчатых двутавров недостаточна, имеются особенности НДС в балке переменной высоты. Кто-нибудь это учитывает?

Да, есть особенности НДС и в балках и в колоннах. в Катюшине это всё очень хорошо описано. (стр. 86,87 и т.д.)
Я думаю, что эти эти особенности можно учесть на конечном этапе подбора сечений рамы, моделируя её оболочечными элементами.
Также там написано, что влияние переменности сечения незначительно.
Так что, если в расчёт заложен некоторый запас, то, наверное, можно этим и не заморачиваться.

[yarrus77]

eilukha, из какого фолианта страницы?

[eilukha]

Катюшин

[yarrus77]

Сообщение от eilukha Катюшин

то ли я нездоров, то ли у вас Катюшин не тот что в DL.

[eilukha]

, DL нездоров.

eilukha, дык... http://dwg.ru/dnl/6396 - Добавил eilukha

[yarrus77]

Сообщение от Arikaikai http://dwg.ru/dnl/6396 - Добавил eilukha

и я о том же. Нет таких параграфов в выложенных книгах оного автора.

[eilukha]

В http://dwg.ru/dnl/6396 стр. 87 имеется, в чём вопрос или прикол?

eilukha, по-видимому, спрашивали откуда выдержка в #61

[eilukha]

Ааа, так это Александров, Сопротивление материалов, одна из лучших книг по сопромату.

[yarrus77]

Сообщение от palexxvlad eilukha, по-видимому, спрашивали откуда выдержка в #61

Сообщение от eilukha Ааа, так это Александров,

В поисках истины главное не останавливаться Спасибо

[SergL]

palexxvlad, как Вы поступите при решении практической задачи? Ну вот надо такой сарай спроектировать или на работе или по халтуре. Я понимаю у Вас глаз намётанный, но всё будете только стержневую строить ( попроще и быстрее) или и ту и другую?

А мне кажется довольно удобным на первом этапе подбора сечений рамы использовать Маткад.

- В первом приближении определять усилия как для обычной рамы с постоянной жесткостью, можно даже моменты инерций ригеля и стойки принять одинаковыми (усилия не будут сильно отличатся от усилий в раме переменного сечения);
- разбить стойку и ригель на участки и определить в каждом из них усилия;
- по алгоритму Катюшина определить оптимальную высоту, толщину стенки и полок для каждого участка (используя такой инструмент, как векторизация);
- определить расчётные длины элементов;
- проверить прочность и устойчивость элементов
- проверить местную устойчивость.
- после всех этих проверок уже строить стержневую модель в СКАДе, загоняя расчётные длины элементов из маткадовского расчёта
- по последнем этапе строить оболочечную модель.

Правда, для этого необходимо закатать в Маткад немалую часть СНиПа.

[eilukha]

- по последнем этапе строить оболочечную модель

- для чего?

[SergL]

для чего?

Ну, типа для надёжности, дополнительной проверки и т.п.
Все-таки модель будет более точной.
Маслом-то кашу не испортишь.

[eilukha]

Offtop:

Маслом-то кашу не испортишь.

- машинным можно.

при решении практической задачи

- для двускатного шарнирного ригеля достаточно просто:

1. Принимается высота сечения на опоре.
2. Задаётся высота сечения в центре, толщина стенки и площадь полки.
3. Вычисляется требуемая требуемая площадь полки в опасном сечении (по условию прочности, аналитически), предельная высота стенки в середине по условию устойчивости: Hw_max=5,5*tw*(E/сигма)^0.5, и приведенная площадь сечения для оценки оптимальности получаемой геометрии.
4. Сравнивается принятая высота стенки на опоре и предельная.
5. Итерации "принято-вычислено" повторяют при необходимости.
6. Принятая геометрия окончательно проверяется на стержневой модели (текстовый файл модели с нужным разбиением легко создаётся при помощи маткада).

Итерации быстро сходятся. Так легко подобрать оптимальные размеры ригеля задаваясь главными параметрами: толщиной стенки и высотой в середине. Обычно чётко выявляется (в т. ч. по условиям деформативности и общей устойчивости) лишь одна толщина стенки, которая даёт минимум массы ригеля.
Некоторые моменты при подборе сечения:

1. Иногда без учёта общей устойчивости получается слишком маленькая полка, тогда высоту стенки снижают для увеличения полки и соответственно общей устойчивости.
2. Если при подборе высоту сечения на опоре не менять и сохранять минимально требуемой (конструктивно или по прочности) получаем более высокий, но и более жесткий ригель. Если менять и высоту на опоре, принимая ее примерно равной 0,6 от высоты в центре, тогда получим несколько ниже ригель, но и более деформативный. Первое направление подбора подходит, когда критичны прогибы. Массы ригелей в обоих случая примерно равны.

[Chebyn]

Сообщение от SergL - В первом приближении определять усилия как для обычной рамы с постоянной жесткостью, можно даже моменты инерций ригеля и стойки принять одинаковыми (усилия не будут сильно отличатся от усилий в раме переменного сечения);

Будут. И чем больше пролет тем больше момент из его центра будет уходить на опору.

Сообщение от SergL - по алгоритму Катюшина определить оптимальную высоту, толщину стенки и полок для каждого участка (используя такой инструмент, как векторизация);

В теме несколько раз говорилось про его использование, хочу заметить, что в нем арифметические ошибки и формулы взятые из неоткуда некоторые. Это, конечно, подбор, но чтобы не терять время советую подбирать по классике или исправить ошибки.

[SergL]

Будут. И чем больше пролет тем больше момент из его центра будет уходить на опору.

Я ещё раз повторюсь, что отличаться будут не сильно. Не кардинально. Проверено на практике. Для первоначального приближения эти усилия можно использовать. К тому же, эти усилия можно быстро поменять после уточняющего расчета в SCAD.

В теме несколько раз говорилось про его использование, хочу заметить, что в нем арифметические ошибки и формулы взятые из неоткуда некоторые. Это, конечно, подбор, но чтобы не терять время советую подбирать по классике или исправить ошибки.

Ошибки в книге есть. Но, Катюшин в своей книге даёт вывод всех формул, которые он предлагает использовать для алгоритма подбора. Чтобы их использовать, необходимо внимательно отследить, что и откуда выводится. Причём, всё выводится из стандартных, всеми знакомых, сниповских формул, так что, было бы желание.

Укажите, какие формулы из предложенного алгоритма подбора взяты из неоткуда?
И что вы имеет ввиду, написав, подбирать по классике?

Это, конечно, подбор, но чтобы не терять время советую подбирать по классике или исправить ошибки

После подбора, я сразу же произвожу все проверки, причём результаты подбора элементов сечения редко требуется изменять. Поэтому, какие могут быть сомнения?
В качестве примера прикладываю файлик подбора элементов рамы на первоначальном этапе. (Сделан он по-быстрому, до ума довести, да и проверить на наличие ошибок пока не было времени).

[Chebyn]

Сообщение от SergL Я ещё раз повторюсь, что отличаться будут не сильно. Не кардинально

Усилия на 3-й итерации по сравнению с 1-й в районе сопряжения ригеля с колонной увеличиваются примерно на 15-20% (Кстати Катюшин об этом говорит). Конечно, если пролет 18м, то это не кардинально, однако я и вижу смысл проверять сечение полученное только на 3-й итерации.

Сообщение от SergL необходимо внимательно отследить

я тоже самое и говорю.

Сообщение от SergL Укажите, какие формулы из предложенного алгоритма подбора взяты из неоткуда?

ну, например, в формуле 4 алгоритма я в свое время так и не разобрался откуда там такой числитель, хотя итоговая формула для определения начальной гибкости приведена на паре страниц ранее и она не такая. Нет под рукой катюшина, в котором я черкался, но там , помню, не сходились степени, различные числовые коэффициенты. В проверках приведены таблицы для различных поправочных коэффициентов без ссылок откуда они взяты, не говоря уже об конструктивных решениях предлагаемых им узлов (особенно вызывают вопросы клиновые зазоры в косых фланцах на опоре ригеля. Учитывая тот факт, какая высота ригеля на опоре может быть при приличном пролете , сомневаюсь, что вам строители их обеспечат). Я не говорю, что Вы что-то делаете неправильно, просто, если вы советуете людям пользоваться алгоритмом, то не поленитесь написать, какие там есть косяки и что безоглядно им пользоваться не надо.