Насколько я понимаю, обычно проектировщики в простейших зданиях (гаражик, складик или еще какая-нибудь каркасная стальная "мелочь") редко считают в объеме каркас, ибо бессмысленно. Обычно просто поперечную раму, а то и её поэлементно в каком-нибудь Кристалле. Это и время сокращает и отчет красивый предоставляет и подбор проще и вообще.

При этом на плоской горизонтальной кровле посчитать прогон в Кристалле - тоже задача минутная.

На наклонной же кровле прогон испытывает косой изгиб и это даже при небольших углах дает серьезное увеличение профиля. И тут уже Кристалл в чистом виде - не помощник, ибо модуль "Балки" считает только прямой изгиб, а для модуля "Сопротивление сечений" надо доставать карандаш, бумагу и даже калькулятор, чтоб посчитать куэльквадратнавосемь*(синус/косинус). Лень же ^_^

Вопрос скорее статистический - интересно узнать, как прогоны на наклонной кровле подбирают опытные проектировщики ^_^

[SergeyMetallist]

palexxvlad, посмотрел модель, имеются вопросы...
Во вложение вордовский файлик с рисунками и коментариями. Во-первых, депланация сечения в рассматриваемом случае отсутствует (см. рис.2 имеем поворот сечения как единого целого относительно закрепленной точки верхнего пояса). Во-вторых, максимум, что я нашел, это 30 кН/см2 (300 МПа) против ваших 350 МПа, см. рис. 1. В третьих пластика локализована на небольшом участке, а сНиП допускает для швеллера из плоскости значительную пластику (сy = 1.6), так что я бы не стал однозначно говорить, что данный швеллер не проходит по сНиП, требуются дополнительные расчеты... В четвертых, профлист будет раскреплять прогон (хотя бы за счет изгибной жесткости профлиста и самореза) и от поворота тоже. В этом случае имеем полное равенство напряжений, которые нигде не превышают предел текучести (вложение scad, рис.3, 4). Либо надо считать совместно с профлистом и саморезами, решать контактную задачу и доказывать, что профлист никак не раскрепляет швеллер от поворота. Пока как-то так)

Сообщение от SergeyMetallist Во-первых, депланация сечения в рассматриваемом случае отсутствует (см. рис.2 имеем поворот сечения как единого целого относительно закрепленной точки верхнего пояса).

См. углы поворота. Депланация присутствует, хоть и не большая(порядка 1,2 град). Хотя, очевидно, она не имеет определяющего значения в данном случае .

Сообщение от SergeyMetallist Во-вторых, максимум, что я нашел, это 30 кН/см2 (300 МПа) против ваших 350 МПа, см. рис. 1.

Так Вы смотрите центры конечных элементов. Посмотрите изополе напряжений Nx и шкалу к нему.

Сообщение от SergeyMetallist В четвертых, профлист будет раскреплять прогон (хотя бы за счет изгибной жесткости профлиста и самореза) и от поворота тоже.

Вот пришли к раскреплению от поворота, а изначально разговор шел только о боковом раскреплении. Теоретически - да, должен раскреплять и от поворота, а практически? Какова изгибная жесткость саморезов, вкрученных в середину полки и на что она может повлиять? Исключен ли при монтаже неравномерный контакт с зазором профлиста с верхней полкой швеллера?

Сообщение от SergeyMetallist Либо надо считать совместно с профлистом и саморезами, решать контактную задачу и доказывать, что профлист никак не раскрепляет швеллер от поворота.

Мы уже по этому поводу договорились с Ал-й. Хотите присоединится к "исследованию" ?

[SergeyMetallist]

palexxvlad,
Депланация будет всегда и везде, абсолютно жесткого в природе ничего нет. В данном случае речь идет о том, что она не оказывает значимого влияния на НДС стержней из прокатных профилей. Потому вопрос об учете депланированния сечений применительно к профилям сортаментов предлагаю закрыть в виду очевидности ответа
Теперь о напряжениях. Да я смотрю напряжения в центре.Так напряжения и надо смотреть на расстоянии минимум 10 мм от угла, поскольку ближе сечение имеет большую толщину(например для определения максимальных напряжений в полке отступаем половину толщины стенки (2,5 мм) ну и хотя бы 2/3 радиуса закругрления (еще 6,5 мм)). Т.е. имеем 25%-е превышение предела текучести в очень малой угловой зоне. Еще раз повторю по сНиП из плоскости допускается очень большая пластика, причем всей стенки, а не только ее малой части (при чистом изгибе из плоскости вся стенка и небольшая часть полок вступит в пластику).
Насчет исследований я не против, только вот реализацию решения задачи пока с трудом себе представляю. Тут ведь надо моделировать натяг металла профлиста на саморез, контакт между саморезом/профлистом, саморезом/швеллером, профлистом/швеллером. Причем в идеале надо моделировать хотя бы четыре швеллера с профлистом между ними(два в коньке и два поразные стороны ската). А ведь еще есть поддатливость соединений профлиста в продольном направлении, возможные люфты и зазоры в соединениях, начальные несовершенства профлиста... В общем задачка не из легких... Мало того, что сложно все это учесть, да еще и на выходе получим модель с миллионами КЭ, которую надо будет решать с учетом контактной задачи, физнела и устойчивости (машина повеситься). Предположим даже, что мы все это преодолеем, убив пару-тройку месяцев (в лучшем случае) и что мы получим на выходе?Ну допустим отловим мы небольшой поворот, и что? Швеллер же стоит... Какой угол поворота примем за критический? Пускай даже вскроются незначительные зоны пластики... Так сНиП допускает ограниченное развитие пластических деформаций. Т.е. непонятно, по каким критериям будем судить о том, удовледворяет ли сечение требованиям норм илил нет. Ведь полной потери несущей способности конструкций мы точно не добьемся...

P.S. Приведя свою схему, Вы как я понимаю, хотели показать влияние горизонтальной нагрузки на максимальеые нормальные напряжения в швеллере. А теперь увеличьте горизонтальную нагрузку в 10 раз (угол наклона швеллера>45 градусов) и посмотрите как изменятся максимальные напряжения...А теперь вообще уберите горизонтальную составляющую и сонва проверьте максимальные напряжения. Ну как, мысли закружились? Что ещераз подтверждает тот факт, что к косого изгиба здесь нет и в помине. Даже в вашей постановке задачи речь может идти исключительно о бимоменте, величина которого в данной задаче остается постоянным независимо от угла наклона прогона. Жду комментариев...

Сообщение от SergeyMetallist Приведя свою схему, Вы как я понимаю, хотели показать влияние горизонтальной нагрузки...

Нет, я хотел показать, что лишь горизонтальное раскрепление верхней полки не дает право рассчитывать швеллер только в одной плоскости. Если не вдаваться в подробности о сложном НДС стержня открытого профиля, то напряжения в сечении нижней части такого прогона довольно точно(при углах наклона ската 8-15град) вычисляются по формуле косого изгиба.

Сообщение от SergeyMetallist Даже в вашей постановке задачи речь может идти исключительно о бимоменте, величина которого в данной задаче остается постоянным независимо от угла наклона прогона.

Мне вот что не понятно, бимомент как бы есть, а соответствующего этому силовому фактору вида деформации(депланации) практически нет(по-Вашему). Что Вы думаете по этому поводу?

[SergeyMetallist]

Ну вот опять очередной круг пошли нарезать. Только Вы сказали, что "Депланация присутствует, хоть и не большая(порядка 1,2 град). Хотя, очевидно, она не имеет определяющего значения в данном случае" с чем я собственно и согласился, как Вы снова к ней возвращаетесь. Под депланацией в данном случае я понимаю значительные искажения формы поперечного сечения (как на приведенном вами фот), которые могут приводить к изгибу из плоскости нижнего пояса при закреплении от поворота и смещения верхнего. Такого тут нет... Может я не совсем прав разделяя депланацию на значительную (искривление сечения, потеря устойчивости), и не значительную (не видную "на глаз", но вызывающую существенный бимомент)...
Ладно, предлагаю пока отойти от вопроса депланаций и би-моментов и добить вопрос со скатной (а потом доберемся и до бимомента). Вот Вы говотире, что "напряжения в сечении нижней части такого прогона довольно точно(при углах наклона ската 8-15град) вычисляются по формуле косого изгиба". Так вот, сделайте две схемки для такого швеллера с углом 8 и 15, и выложите их, посмотрев предварительно максимальные напряжения в нижней зоне швеллера. Также сделайте третью схемку без наклона швеллера. По сНиП для косого изгиба получаются следующие результаты:
1. Для угла 0 градусов - 2,44 т/см2;
2. Для угла 8 градусов - 4,5 т/см2;
3. Для угла наклона 15 градусов - 6,26 т/м2.
Теперь жду три вышеприведенных значения от Вас.
После этого можно будет сравнить насколько "довольно точно"

P.S. А почему именно до 15-ти градусов?А как на счет 20-ти?)

Сообщение от SergeyMetallist Только Вы сказали, что "Депланация присутствует, хоть и не большая(порядка 1,2 град). Хотя, очевидно, она не имеет определяющего значения в данном случае" с чем я собственно и согласился, как Вы снова к ней возвращаетесь. Под депланацией в данном случае я понимаю значительные искажения формы поперечного сечения (как на приведенном вами фот), которые могут приводить к изгибу из плоскости нижнего пояса при закреплении от поворота и смещения верхнего. Такого тут нет...

Ну прям как у Булгакова : "Чего не кинешся - ничего нет...". Да, я также как и Вы подменил понятие депланации(невыполнение предположения о плоских сечениях при изгибе) на искажение формы профиля.

Сообщение от SergeyMetallist Может я не совсем прав разделяя депланацию на значительную (искривление сечения, потеря устойчивости), и не значительную (не видную "на глаз", но вызывающую существенный бимомент)...

Вот и я о том же. А нижняя полка будет так напрягаться как раз из-за депланации изначально плоских сечений.

Также сделайте третью схемку без наклона швеллера.

С этим все понятно, эксцентриситет приложения нагрузки даст стесненное кручение

По сНиП для косого изгиба получаются следующие результаты: 1. Для угла 0 градусов - 2,44 т/см2; 2. Для угла 8 градусов - 4,5 т/см2; 3. Для угла наклона 15 градусов - 6,26 т/м2. Теперь жду три вышеприведенных значения от Вас.

См. картинки

[SergeyMetallist]

То, что Вы привели, это не проверка на изгиб в двух плоскостях по сНиП, а нахождение напряжения в одной из угловых точек. Так что не путайте народ. А если уклон прогона в другую сторону? Тогда уже будут верны мои цифры... В любом случае в третий раз прошу выложить скадовские значения напряжений для трех случаев (угол 0, угол 8 и угол 15)

Сообщение от SergeyMetallist В любом случае в третий раз прошу выложить скадовские значения напряжений для трех случаев (угол 0, угол 8 и угол 15)

Всё, я понял к чему Ваша настойчивость Действительно, скатная составляющая никак не влияет на напряжения в прогоне. Даже если существует лишь боковое раскрепление(без запрета поворота) Вы вместе с Горевым значительно более правы, чем я. Там дело лишь в учете бимомента. Признаю свою слабую компетентность в этом вопросе. Но все же, что могло вызвать такие деформации на фото из #79?

ТА-ДАМ!!!

Нарисовал-таки!)

Элементы

Швеллер 20П. Задал пластинами (хотя есть заготовка под объемные элементы - но к чему козе баян, не правда ли?) по срединным плоскостям. Материал - сталь обыкновенная. Толщина вертикальных пластин - 0,0052 м, горизонтальных - 0,009 м. Шаг швеллеров - 1,5 м. Почти все конечные элементы квадратные, размерами 20х20 мм (10х10 - сливаются, скад пытается объединить совпадающие и некорректно создает пластины по ним), некоторые меньше. Швеллер относительно горизонтальной плоскости симметрии действительно симметричным задал (ну, все КЭ).

Каждый швеллер имеет длину ровно 6 м.

Профлист. Чтоб не сильно рисовать, взял тот, что идет в СПДС-модуле автокадовском, отчертил его, скопировал схему, разбивая на прямоугольные элементы. Толщина листа - 1 мм. КЭ "вдоль профнастила" имеют размер в 20 мм, по сечению - около того (23-24 мм вроде).


Закрепления

Крепил в нескольких узлах в месте опирания. Глубину опирания принял 40 мм. По высоте в этих же точках опер тоже на 40 мм (имитация уголка-"коротыша").


Сборка

Скопировал швеллер дважды по Y с шагом 1.5 м. Смонтировал в режиме сборки, предварительно перенеся в нужные точки на обеих схемах начало координат и соединив их между собой. По всем совпавшим точкам дал "шарнирное" объединение перемещений (XYZ). Имитация трения, можно сказать.

Есть еще вариант при сборке закинуть профлист на 4,5 мм повыше и объединить "псевдо-болтами" - либо АЖТ, либо объединение перемещений.

Поворот схемы

Схему повернул на 9 градусов относительно Ox

Нагрузки

1) СВ швеллеров
2) СВ профлиста
3) Снег ^__^

Схема весит 37 метров. В 7z ужалась до 1,5 мегабайт, но пришлось выкладывать в zip (4.5 МБ). Надо упросить администрацию дать возможность закидывать 7z и SPR...

[SergeyMetallist]

palexxvlad,
Уфф... Ну наконец то...Не думал, что возникнет столь жаркий спор о столь очевидной (лично для меня) вещи. Признаюсь , что на какое-то время даже чуть чуть засомневался в своей правоте после Вашего начального напора Итак, тема про раскрепление от ската закрыта. В двускатной кровле профлист воспринимает горизонтальную составляющую нагрузки, а прогон - вертикальную (для односкатной все немного сложнее, поскольку в этом случае есть некоторые сомнения о достаточном раскреплении прогона от бокового смещения).
Остается бимомент. Его конечно так просто не убьешь, но попробовать все же можно
Вопорс учета/не учета бимомента упирается в вопрос раскрепления/не раскрепления верхнего пояса прогона от поворота.
Обратимся сначала к сНиП стальные конструкции, который говорит, что устойчивость балки проверять не следует при сплошном надежно связанном с ней настилом, а в скобках указан профилилоранный лист (в новом СП по моему даже про саморезы приписка есть). Т.е. балки с прикрепленым сверху профлистом по сНиП на устойчивость считаь не требуется. А насколько мне известно, изгибно-крутильная форма потери устойчивости балки при раскрепление ВП только от смещения наступить вполне может. Для полного ее предотвращения необходимо раскрепить ВП балки и от поворота. Т.е. вышеприведеннй фразой сНиП узаконивает раскрепление от поворота прогона профлистом

P.S. Касательно приведенного фото - тут может быть множество вариантов - от огневого воздействия (следы замазали, прогон не упал, нк и пусть себе стоит), до варианта "изначально такой поставили" (после многих лет обследования и авторского надзора уже ни чему не удивляюсь и ничего не исключаю). К тому же около саморезов видны следы коррозии, вполне возможно, что они там просто для галочки болтаются и прогон вообще никак не раскреплен. В общем всякое может быть...
P.P.S. Как прогоны то теперь считать будете?
Arikaikai Без решения задачи контакта профлиста, самореза и прогона вряд ли получатся более менее правдоподобные результаты. Тут все именно в качество раскрепления упирается...Хотя интересно будет услышать (сделать) выводы хотя бы на основе такой упрощенной модели. Может что-нибудь интересненькое и всплывет, завтра попробую "покрутить" вашу схемку)

Сообщение от SergeyMetallist Т.е. вышеприведеннй фразой сНиП узаконивает раскрепление от поворота прогона профлистом

Ну, будем оптимистами...

Сообщение от SergeyMetallist P.P.S. Как прогоны то теперь считать будете?

Если прогоны будут напрашиваться из швеллера - только с учетом депланации, благо в лире наконеч-то добавили 7-ю степень спободы для стержней. На крайний случай, с учетом скатной составляющей только для нижней полки прогона, не доверяю я этим дюбелям и саморезам в один ряд.

[SergeyMetallist]

Сообщение от palexxvlad благо в лире наконеч-то добавили 7-ю степень спободы для стержней

А вот с этого момента поподробнее. Прям в обычный конечно-элементный расчет стержневой модели добавили? Это как? Как например лира понимает, что нагрузка приложена к верхнему поясу элемента? Как она понимает раскреплен или нет данный пояс (не все сечение, а только его часть) от поворота/смещения и т.д. Плюс в депланациях и бимомементах очень многое зависит от конструкции опорных узлов, и тут уже простыми шарнирами/заделками ИМХО, не обойтись. Или для каждого стержня имеется возможность задать все эти данные. В свое время разработчики микрофе говорили, что как-то раз обсуждали данную проблему. В итоге пришли к выводу, что это крайне геморно, трудновыполнимо и громоздко как для них самих, так и для конечного пользователя, которому придется для каждого стержня задавать кучу дополнительных данных. Так что крайне интересно услышать, что там в Лире навояли

Еще пять копеек по поводу учета бимомента у прогонов с профлистом. Недавно проходил экспертизу с проектом. Расчеты прогонов покрытия были по СП. Естественно сверху был профлист Эксперт толковый попался, в металлах зачетно шарил. Много замечаний выставил, много с ним беседовали... На вопрос почему не учел бимомент, ответил, что прогон надежно раскреплен от поворота профлистом. Больше по этому поводу вопросов не возникало.

Но по большой теме я Вас прекрасно понимаю - отвечать в итоге за Ваш проект прежде всего Вам, а не мне и уж тем более не Гореву, так что делайте так, как подсказывает Вам Ваша интуиция. Я вот например до сих пор не учитываю сэндвич как раскрепления прогонов от потери устойчивости (ставлю либо трубы, либо тяжи). Хотя если кто-то мне заявит, что сэндвич прогон раскрепляет таки, то сильно спорить не буду, поскольку по большой теме так оно и есть(при качественно выполненных узлах крепления, и надлежащей эксплуатации кровли (недопущение коррозии, разшатывания соединений и т.п.)). Но тем не менее поскольку некоторые вопросы остаются - то трубы. Если со временем вопросы исчезнут в силу каких-либо причин, буду ставить швеллера. С профлистом ситуация попроще... Во первых опробирован временем, во вторых есть некоторая нормативная и справочная(в т.ч. серийная) база, и в третьих, даже бимомент возникнет, а запроектировано будет без его учета с запасом 15-20% (запас меньше 10% не даю даже для прогонов), то, как видно из ваших схем ничего критичного не произойдет, просто прогон слегка поведет. А вот неучет устойчивости влечет к завышению несущей способности в разы!

SergeyMetallist,
Ну как Вам сказать. Профнастил я взял конечно не сильно жесткий, не сильно кровельный, но все же:

1) Верхнюю полку раскрепило
2) Изгиб "кос". Насколько сильно - пока не анализировал)
3) Форма изгиба швеллера как на картинках у palexxvlad ^_^
4) перемещения нижних точек швеллера по X (вдоль оси швеллера) - до 0,06 мм

Не знаю, может ли это все говорить о депланациях. Пока не хватает полного понимания теории упругости.

Есть мысль, как сделать болты. Если сейчас не усну - сделаю. Часок надо)

Сообщение от SergeyMetallist А вот с этого момента поподробнее. Прям в обычный конечно-элементный расчет стержневой модели добавили? Это как?

Совсем недавно получил коробку с Лирой10. Пока не разбирался детально. Скоро расскажу что да как.

[SergeyMetallist]

Сообщение от palexxvlad Совсем недавно получил коробку с Лирой10. Пока не разбирался детально. Скоро расскажу что да как.

Очень жду. Если они действительно ЭТООО сделали, то будет повод написан в ing+, чтобы догоняли конкурентов))

P.S. Если не ошибаюсь, такого даже в Ансисе нет!

Arikaikai, Сравните нормальные напряжения Nx в верхней и нижней полке швеллера. Если они одинаковые - значит только изгиб в вертикальной плоскости. Если нет - значит еще и бимомент

[ZVV]

Сообщение от SergeyMetallist Очень жду. Если они действительно ЭТООО сделали, то будет повод написан в ing+, чтобы догоняли конкурентов)) P.S. Если не ошибаюсь, такого даже в Ансисе нет!

В Ансисе учет стесненного кручения на стержневых элемента есть и уже давно реализован. Говорят даже бесплатная Рама Волсинка считает стержни с учетом стесненного кручения. Но толку от этого мало, так как практически можно считать только прямолинейные балки. Вот, для ознакомления, мнение разработчиков SCAD о проблеме.

[SergeyMetallist]

ZVV, Вы хотели сказать давно реализован для прямолиненйных балок. Это не только в ансисе реализовано, еще в ing+, нарпимер. Я же соссем о другом, читайте внимательнее предыдущие сообщения, прежде чем отвечать на них. С приведенным Вами мнением разработчиков скада знаком давно

Сообщение от SergeyMetallist Arikaikai, Сравните нормальные напряжения Nx в верхней и нижней полке швеллера. Если они одинаковые - значит только изгиб в вертикальной плоскости. Если нет - значит еще и бимомент

Смотрел моменты по верху и низу стенки швеллера. Был бы плоский - ведь были б одинаковы?
Прикладываю Nx, Ny и My по одному куску швеллера. Ну и Mx заодно.

ЗЫ: последний рисунок - Ny в кН (а то не читается в Ньютонах).

[crapbeton]

Сообщение от Arikaikai Прикладываю Nx, Ny и My по одному куску швеллера. Ну и Mx заодно.

Охереть!!!
если вы прогоны столько считаете,то сколько вам надо времени на проект здания?-думаю лет 5.
(мы тут ,кстати, нашей групкой маслозавод из 50 объектов за месяц состряпали)

Сообщение от crapbeton если вы прогоны столько считаете,то сколько вам надо времени на проект здания?-думаю лет 5.

Диплом за 5 лет так и не написал, да... Все из-за прогонов, видимо.

(мы тут ,кстати, нашей групкой маслозавод из 50 объектов за месяц состряпали)

____________________________________________________________________

Доделал еще одну схему. Во вложениях:
1) Стык швеллера и профлиста. Зазор - 0.007 мм. Кстати, только сейчас вот задумался, почему 0.007, когда должно быть 0.0045 (по полполки швеллера и профлиста). Ну суть поменяться не должна.
2) "Модель" самореза. По логике, это ж не высокопрочный болт, чтоб трение включать полноценное. Будем считать, что он просто сцепляет одну точку швеллера с одной точкой профлиста. Вот оно.
3) Три самореза в одной полоске швеллеро-настила
4) Ny (напряжения вдоль швеллера) на случайном куске.