[denzlt1]

Добрый день! Прошу оценить узел опирания схемы из ГСП на колонну из профильной трубы.
Исходные данные:
1. Снеговой район - III;
2. Ветровой район - I;
3. Сейсмика - отсутствует;
4. Здание без кранов, однопролетное (пролет пока не известен 14 или 15м);
5. Покрытие - сэндвич-панель;
Опирание фермы выполнено по аналогии серии 1.460.3-14. В серии смутило то, что верхние болты фермы включены в работу только в центральном ряду колонн, поэтому опорное ребро сделал выше. Заказчик просит в качестве основных элементов каркаса применить профильную трубу, поэтому для опирания фермы предусмотрел подколонник из двутавра 20К1 т.к. при опирании на трубу опорный раскос попадает на оголовок. Подскажите, насколько жизнеспособен такой узел если по предварительным прикидкам все фасонки и профили проходят?

[Энигма]

Старый Дилетант, могу только вот такую схему выложить. Красивую схему фермы и узел ее сопряжения с колонной конструктор отказывается дать.
Но, как видно из картинки "узел" (см. вложение), на ферме есть фланец и к колонне (колонна тоже из ГСП) приварен точно такой же ответный фланец.
Интересуют ответы на все вопросы, включая №3.

[IBZ]

Сообщение от curious_01 Здесь рассматривается жесткое сочленение ригеля со стойкой, т.е., при стандартных нагрузках, верхний пояс в опорном узле растянут.

Распространенное заблуждение. Далеко не всегда даже в первой панели верхнего пояса при жестком креплении будет растяжение. Не надо путать балку и стержневую систему.
Что касается существа вопроса - если автор выложит все данные, просчитаю и элемент и узел. Полный перечень необходимых данных (не смотрю сейчас что есть, а чего нет):

1. Сечения пояса и раскоса.
2. Углы наклона верхнего пояса к горизонту и между поясом и раскосом.
3. Зазор между носком раскоса и опорной пластиной.
4. Внутренние усилия в поясе и раскосе из расчёта (N, M, Q).
5. Марки стали пояса и раскоса.

[Энигма]

0. Обратите внимание на то, что у меня узел - примыкание нижнего пояса к колонне, а не верхнего. Просто у меня Раскос первый восходящий.
1/2. Обратите внимание на то, что у меня болты НЕ ВЫСОКОПРОЧКИ, а обычные и узел, в соответствии с серией, называется и в расчетную схему загоняется как шарнирный.
1 и 5. Ну, допустим, рассмотрим конкретный узел (у меня несколько зданий и в каждом по 2 узла). Пояса (оба) 160х8 С255 (квадратная труба), опорный раскос 140х4, тоже квадрат.
2 и 3. Во вложении
4.1 N во вложении, где на фото ферма с усилиями. Обратите внимание, что усилие в поясе дано одно на весь пояс. Или надо было именно в приопорных панелях давать?
4.2 M, Q смотреть во вложении, где они отдельно на странице написаны!!!! Момент в ферме указан ТОЛЬКО ДЛЯ ПАНЕЛИ ВЕРХНЕГО ПОЯСА ФЕРМЫ ОТ ОПОРНОГО РАСКОСА В НИЖНЕЙ ЧАСТИ ФЕРМЫ ДО КОЛОННЫ (там просто внецентренное опирание прогона). ОСЬ 4 ВЫСОКАЯ ЧАСТЬ, ОСЬ 1 - НИЗКАЯ (это для нижнего пояса).

IBZ, если не сложно, поясните также по моим вопросам из предыдущего поста:
1. Расчет фланца надо производить по данной книге? См. главу 2 (общие слова) и пример 2 (конкретно пример расчета узла опорного, правда, у них верхний)
2. Поясните, пожалуйста, если сможете, по формуле для подбора t при расчет фланца на изгиб (с. 93, самая последняя на этой странице). Не могу понять физический смысл. Откуда тут 3, к примеру? Вроде как M/W, но тут что-то где-то сократили...
3. В данной книге опорная реакция R считается по формуле со с. 91, самая последняя на этой странице. Я ее посчитала как Q фермы+N опорного раскоса*sin угла раскоса. Просто у нас крайний прогон на колонне, а не на ферме. И что-то мы с коллегой заспорили, как правильно...
Книга во вложении

[curious_01]

Сообщение от IBZ Распространенное заблуждение. Далеко не всегда даже в первой панели верхнего пояса при жестком креплении будет растяжение.

Никто ничего не путает. Обратите внимание на фразу "верхний пояс в опорном узле растянут" (#80), конечно же не имеется в виду весь пояс.

----- добавлено через ~14 мин. -----
Энигма,
на мой взгляд, геометрия фермы "нехорошая",
конечно, возможно обусловлено жесткими ограничениями по габаритам. Но все-таки, может поискать другие варианты геометрии?

[Энигма]

curious_01, да я согласна, но там действительно очень жесткие ограничения и именно по высоте. Вы бы знали, как мы намаялись.... Это здание уже рассчитано 2 раз (то есть, почти с нуля пересчитывали, т.к. Заказчика не устроило вдруг внезапно что-то), еще раз изголяться над новым вариантом фермы никто не будет, мы тут-то еле пролезли

[curious_01]

Энигма,
Может попробовать по очертанию "трехшарнирной арки" из двух полуферм с параллельными поясами? Все как-то упростится, да и "решетка" будет адекватной.

[curious_01]

Энигма,
Может попробовать по очертанию "трехшарнирной арки" из двух полуферм с параллельными поясами? Все как-то упростится, да и "решетка" будет адекватной.
IBZ,
Как Вы думаете какое усилие по знаку будет в отростке-аппендиксе при возникновении "пары"?

[IBZ]

Сообщение от curious_01 Никто ничего не путает. Обратите внимание на фразу "верхний пояс в опорном узле растянут" (#80), конечно же не имеется в виду весь пояс.

Это утверждение на 100% верно только для случая наличия расцентровки в опорном узле (опирание на опорный изгибаемый стерженек).

Сообщение от Энигма 1. Расчет фланца надо производить по данной книге? См. главу 2 (общие слова) и пример 2 (конкретно пример расчета узла опорного, правда, у них верхний)

Честно говорю, что не знаю, откуда взята формула для определения толщины фланца. Я таковой не припомню.

Сообщение от Энигма 2. Поясните, пожалуйста, если сможете, по формуле для подбора t при расчет фланца на изгиб (с. 93, самая последняя на этой странице). Не могу понять физический смысл. Откуда тут 3, к примеру? Вроде как M/W, но тут что-то где-то сократили...

Тут вообще много непонятных формул. Чего стоит, например, формула с корнем 8-й степени!

Сообщение от Энигма 3. В данной книге опорная реакция R считается по формуле со с. 91, самая последняя на этой странице. Я ее посчитала как Q фермы+N опорного раскоса*sin угла раскоса. Просто у нас крайний прогон на колонне, а не на ферме. И что-то мы с коллегой заспорили, как правильно...

Эта формула самая обычная Q=q*L/2 дающая в Вашем случае некоторый запас. Что такое Q фермы? Я всегда для таких конструкций даю шарнирные опорные элементики, продольные усилия в которых и есть опорные ортогональные реакции, указываемые в ведомости элементов.

----- добавлено через ~3 мин. -----

Сообщение от curious_01 Как Вы думаете какое усилие по знаку будет в отростке-аппендиксе при возникновении "пары"?

Растяжение от гравитационных нагрузок. От ветра может быть всяко, от сейсмики усилие знакопеременно.

[curious_01]

Сообщение от IBZ Это утверждение на 100% верно только для случая наличия расцентровки в опорном узле (опирание на опорный изгибаемый стерженек).

Извините, не совсем понятно "опирание на опорный изгибаемый стерженек", что Вы имеете в виду?
Полагаю, что "расцентровка" здесь ни при чем, есть/возникает "пара" (при данном решении опирания).

Сообщение от IBZ Растяжение от гравитационных нагрузок. От ветра может быть всяко, от сейсмики усилие знакопеременно.

Да, но основную долю составляют гравитационные нагрузки, тем более ветер и сейсмика знакопеременны, а схема, всего вероятнее, симметрична.

[IBZ]

Сообщение от curious_01 Извините, не совсем понятно "опирание на опорный изгибаемый стерженек", что Вы имеете в виду?

Вы называете его "аппендиксом"

Сообщение от curious_01 Полагаю, что "расцентровка" здесь ни при чем, есть/возникает "пара" (при данном решении опирания).

Да, на колонну в любом случае будет действовать именно такая сила. А вот смены "обычного" знака в поясе может и не произойти - всё зависит от многих факторов: от соотношения погонных жесткостей фермы и колонны, характера внешней нагрузки, угла наклона опорного раскоса.

[curious_01]

Сообщение от IBZ Вы называете его "аппендиксом"

Ага), но помимо "аппендикса" верхнего пояса есть, при рассматриваемой схеме, опирание и на нижний пояс.

[Ziabz]

curious_01, вы тоже считаете, что у вас будет шарнирно сопрягаться "аппендикс" c колонной? Ну как минимум, если учесть изгибную жесткость самого аппендикса* или и его соединения с колонной, вы получите другое распределение усилий в нем. Если выбрать просто шарнир к колонне, по рассматриваемому участку ( вы его назвали аппендиксом*) будет действовать минимальный момент...


Есть и 3-ий вариант, если считать, что все узлы в ферме шарнирные , то эпюра момента будет как у консоли, но количественно равна шарнирному крепление аппендикса* к колонне, если смотреть картинку1, хотя распределятся момент наоборот, там где крепление к колонне - он максимален, а там где он пересекается с фермой его нету, так как мы допустили, что все узлы в ферме шарнирные, кроме крепления самой фермы к "аппендиксу". Тоже выкладываю...

[IBZ]

Сообщение от curious_01 Ага), но помимо "аппендикса" верхнего пояса есть, при рассматриваемой схеме, опирание и на нижний пояс.

В случае одного опорного стержня, горизонтальна проекция усилия в нем действительно, будет равно значению сил пары. Но в случае, если погонная жесткость фермы будет превышать погонную жесткость колонны на пару- тройку порядков, то силы получатся пренебрежимо малыми. А есть ещё фермы с крестовой решеткой ...

[curious_01]

Ziabz,
минимального момента на отростке при шарнирном прикреплении не будет, всё "перейдет/перераспределится" на 1-ый узел 1-ой панели ВП от "ноля" до расчетного. И будет он не минимальным, но ощутимым, часто бывает, что является совместно с Q основным фактором подбора сечения ВП.
Хотя, конечно, в схеме можно задать и жесткое прикрепление, тогда значения М на "отростке" выравниваются, ферма/ее опорные элементы вероятнее "заработает" по-другому.

[IBZ]

Сообщение от Ziabz Если выбрать просто шарнир к колонне, по рассматриваемому участку ( вы его назвали аппендиксом*) будет действовать минимальный момент...

Именно так - шарнирно - крепятся типовые фермы из ГСП к колоннам. Момент при этом, как тут уже неоднократно говорилось, будет равен опорной реакции, умноженной на горизонтальную проекцию "аппендикса". Момент получается больше чем во всех других элементах, но зато продольная сила сила в стандартном случае тут "никакая". Если не задавать этот элемент необоснованно длинным, то расчётное сочетание будет для элементов пояса в районе центра фермы. Хотя, вот реальный случай: в проекте этот элемент был принят в размере 300 (мм) на полученный момент пояс не нес в 2 с лишним раза. Я так и не смог объяснит проектировщику (уже пожилому мужчине) откуда момент. Его аргументация: это ферма, а в фермах моментов не бывает .

[curious_01]

Сообщение от IBZ Но в случае, если погонная жесткость фермы

Мы рассматриваем относительно стандартные решения. Но всякое бывает, что гадать на кофейной гуще? Для этого есть расчет, благо сейчас программы это позволяют сделать.

[IBZ]

Сообщение от Ziabz если считать, что все узлы в ферме шарнирные

Да забудьте Вы навсегда уже о шарнирности узлов в фермах из ГСП, по крайней мере для поясов.

[Ziabz]

Сообщение от IBZ Именно так - шарнирно - крепятся типовые фермы из ГСП к колоннам. Момент при этом, как тут уже неоднократно говорилось, будет равен опорной реакции, умноженной на горизонтальную проекцию "аппендикса".

Я могу вам возразить, если вы не учтете жесткость самого крепления, у вас будет момент больше, это может привести к аварии при очень больших нагрузка и "нехилом" плече (допустим, что это не типовой проект, а расчет какого-то нового узла или его критика). Если внимательно изучить картинку 1, которую я скинул, то на ней видно, что момент в отростке*, назовем его так, когда он крепится жестко к колонне, равен плечу * реакцию+ моменту, который в поясе, с которым он соединен. Так вот, это когда учитывается полная изгибная жесткость "отростка", хотя сам узел может учитывать так же не полную изгибную жесткость, а частичную, тогда уже надо определить насколько частичную, так как распределение усилий будет другим, писал ранее, момент будет больше того, что вы предполагаете (вводя чистый шарнир в соединение отростка* с колонной) и сама эпюра так же будет отличаться.

[curious_01]

Сообщение от IBZ Да забудьте Вы навсегда уже о шарнирности узлов в фермах из ГСП, ...

"мыло-мочало, начинай сначала"?)

Сообщение от IBZ ... по крайней мере для поясов.

Точно так! Пояса - неразрезные. Ну а прикрепление решетки - на вкус, не противореча, нормам.

[IBZ]

Сообщение от Ziabz узел может учитывать так же не полную жесткость, а частичную, тогда уже надо определить насколько частичную

Можно, но трудоемкость определения жесткости одного узла будет эквивалентна полному расчёту всей фермы.