[Ильнур]

Известно, что центр изгиба (ЦИ) швеллерного сечения находится за стенкой (на улице). Допустим, к верхней полке швеллера (в середине) прикладываем "косую" силу так, чтобы она проходила через ЦИ. Сечение от это местной силы не будет крутиться, а "дважды" параллельно сместится - вниз и назад (в сторону стенки).
При этом в целом шарнирно опертая балка будет крутиться в связи появлением эксцентреситетов относительно опор (балка стала криволинейной).
При этом сжатая полка изгибается, т.е. полку нужно рассматривать как
сжато-изгибаемый элемент.
Будем считать, что опоры от кручения вокруг продольной оси балки закреплены. Понятно, что кручение будет стесненное, но нужно по мере возможности это игнорировать. Для справки выкдладываю картину поведения швеллера (при различных раскреплениях) - но только для справки.
Вопрос такой - как определить минимальный угол приложения силы, при котором расчет на устойчивость по крутильно-изгибной форме становится ненужным?
Элемент для реальности можно рассмотреть как нераскрепленный в пролете разрезной прогон на наклонной кровле.

[Tyhig]

Сообщение от Ильнур как определить минимальный угол приложения силы, при котором расчет на устойчивость по крутильно-изгибной форме становится ненужным?

Я может быть чего-то упустил... Вы ещё в процессе или уже пришли к консенсусу ?

[Ильнур]

Сообщение от Tyhig Я может быть чего-то упустил... Вы ещё в процессе или уже пришли к консенсусу ?

Я лично жду готовности нашего калькулятора, чтобы по СНиП все правильно и точно считало на двухплокостной изгиб. Пока это дело затянулось - то в отпуск ушли, то праздники. Но непременно будет сделано.
Затем можно будет наложить точную кривую по СНиП на здешние кривые.

[SergeyMetallist]

И все-таки вопрос об учете крутящих эффектов опять решен половинчато. Нигде ни слова об учете касательных напряжений от крутящего момента.Например, для 30-го швеллера момент 0,2т*м уже критичен, а момент этот можно получить, положив на верхнюю полку швеллера груз массой 2.5 т (2,5*0,08=0,2т*м, где 0,08 м - расстояние от центра кручения до середины верхней полки). А при пролете 3 м шв. 30 держит на прямой изгиб сосредоточенную силу 12т в середине пролета, но при этом в несколько раз не проходит на кручение... А если швеллер многопролетной, то тут вообще полная бедэ... К нормальным напряжениям от изгибающего момента добавятся касательные от кручения эквивалентные напряжения сильно подскочат. В общем, опять одни недомолвки...Я уж молчу продопустимые углы закручивания...

[IBZ]

Сообщение от SergeyMetallist И все-таки вопрос об учете крутящих эффектов опять решен половинчато. Нигде ни слова об учете касательных напряжений от крутящего момента.

Сообщение от SergeyMetallist В общем, опять одни недомолвки...Я уж молчу продопустимые углы закручивания...

Данный вопрос принципиально не может быть решен в рамках форума ни полностью, ни даже на 10% - это отдельный серьезный курс сопромата/строймеха. И если кто-то надеятся что-то посчитать путем консультации на данномм форуме, то ... одним словом "оставь надежду, всяк сюда входящий"

[Карлсон]

Это смотря что называть "принципиальным" решением? Если нужно позарез более или менее достоверное решение, то кто же мешает набрать профиль из объемных элементов и решить в геом. нелинейной постановке. Как утверждается, решение таких задач будет вполне соответствовать дейстительности.

А если же вам нужна легитимность овеянная новыми нормами, то нужно согласиться -- не в этой жизни...

[SergeyMetallist]

Сообщение от IBZ Данный вопрос принципиально не может быть решен в рамках форума ни полностью, ни даже на 10% - это отдельный серьезный курс сопромата/строймеха. И если кто-то надеятся что-то посчитать путем консультации на данномм форуме, то ... одним словом "оставь надежду, всяк сюда входящий"

Да я не про форум, я про сНиП...

[IBZ]

Сообщение от SergeyMetallist ... для 30-го швеллера момент 0,2т*м уже критичен, а момент этот можно получить, положив на верхнюю полку швеллера груз массой 2.5 т (2,5*0,08=0,2т*м,

Ошибаетесь ровно в 2 раза - при цетральном приложении внешнего сосредоточенного крутящего момента внутренние усилия от него на левой и правой половине балки равны 1/2 внешнего момента и противоположны по знаку. В середине скачек в размере внешнего момента - все абсолютно так, как и с изгибающим моментом ...

Сообщение от SergeyMetallist Да я не про форум, я про сНиП...

А вот тут не могу не согласиться - сказав "А", надо говорить и "Б" и учитывать крутильные факторы для касательных напряжений тоже. Ну, по крайней мере для открытых сечений. Я у себя в программе это обязательно учту, так как никакие нормы не могут отменить объективные факторы.

[SergeyMetallist]

Сообщение от IBZ Ошибаетесь ровно в 2 раза - при цетральном приложении внешнего сосредоточенного крутящего момента внутренние усилия от него на левой и правой половине балки равны 1/2 внешнего момента и противоположны по знаку. В середине скачек в размере внешнего момента - все абсолютно так, как и с изгибающим моментом ...

Ну начнем с того, что я не уточнил, где именно, приложена сила, которая дает момент 0,2 т*м(может она у опоры действует). Потом я, конечно привел пример нагруженного по середине швеллера, но я же не написал, что крутящий момент в таком случае будет 0,2 т*м. Я просто заметил, что такой швеллер не пройдет в несколько раз (в два или четыре уже не суть). Но в общем, Вы правы, я сам с утра об этом подумал, что надо было однотипные примеры приводить, что б народ не путать
Суть в другом - я хотел показать, что вроде проходящее на изгиб сечение, напрочь не проходит по кручению. А в сНиПе про подобные проверки ни слова.

Сообщение от IBZ А вот тут не могу не согласиться - сказав "А", надо говорить и "Б" и учитывать крутильные факторы для касательных напряжений тоже. Ну, по крайней мере для открытых сечений. Я у себя в программе это обязательно учту, так как никакие нормы не могут отменить объективные факторы.

Не пойму, с чем Вы не согласны. Я же не говорю, что касательные напряжения от кручения не надо учитывать. Наоборот, я привел показательный пример, когда их неучет катастрофичен. А в разделе сНиПа по расчету изгибаемых и сжатоизогнутых элементов про это тишина, вот о чем речь. Бимомент ввели, а тау до сих пор только от вертикальной силы определяют...
Меня удивляет, почему, например, при расчете балок крановых путей учет тау от кручения прописан в нормах, а в общих расчетах изгибаемых элементов с одной осью симметрии - нет!

[Ильнур]

Сообщение от SergeyMetallist ... при пролете 3 м шв. 30 держит на прямой изгиб сосредоточенную силу 12т в середине пролета...

Думается, пример слегка притянутый: во-первых, это что за балка мощная и всего на 3 м? Во-вторых, 12 тн не держит по устойчивости.
Если еще перейти к распределенной нагрузке, картина еще более другая.
Сообщение от IBZ

А вот тут не могу не согласиться

Не пойму, с чем Вы не согласны.

Наоборот, согласны - такова грамматика русского языка.

при расчете балок крановых путей учет тау от кручения прописан в нормах, а в общих расчетах изгибаемых элементов с одной осью симметрии - нет

В подкрановых балках учтено кручение, вызванное приложением гор. сил на рельсовой высоте. Вот на рис. зона, отмеченная крестом, для подкрановых балок является самой уязвимой - от многоциклового воздействия стенка лопается вдоль путей. Поэтому здесь учтен фактор приложения силы выше полки. Кроме того, этот учет, согласно СНиП "Возд. и нагр.", актуален только для кранов с тяж. реж. работы.
Вот попробуйте определить тау от кручения (пусть без учета эффекта от образования криволинейнойсти оси, несколько увеличивающей кручение) для швеллера 20 под 7 градусов - все данные в теме есть. Должно получиться где-то 0,05 т\кв.см, если не ошибся.
Возможно, слухи о кончине швеллера от кручения несколько преувеличены.

Сообщение от Ильнур Возможно, слухи о кончине швеллера от кручения несколько преувеличены.

Ну не знаю, за что купил, за то продал. Раз на слово не верите, в архиве картинки распределения максимальных эквивалентных напряжений на половинке ранее считанного швеллера. Для проверки надо бы твердотельную модельку сляпать, но нет времени и желания.

[Ильнур]

Сообщение от palexxvlad Ну не знаю, за что купил, за то продал. Раз на слово не верите, в архиве картинки распределения максимальных эквивалентных напряжений на половинке ранее считанного швеллера. Для проверки надо бы твердотельную модельку сляпать, но нет времени и желания.

Верю я, верю в эти расчеты на Лире - в пределах постановки они показывают правильные числа.
Но если взять конкретно шв. при 7 градусах и присмотреться, то можно увидеть, что напряжения типа 700МПа - только в углах опорного узла, что наверно от вырождения при крупной разбивке. ПАоэтому конец балки вычеркиваем из анализа. Остается максимум 380 МПа.
И потом, эти напряжения при нагрузке 400 кг/м - а по Вашим же расчетам Лира выдала предельную для этого случая 212 кг/м.
Итого имеем 240 МПа.
Или например просто проверочный расчет на тау от кручения: реально положение сечения швеллера в середине пролета показана на рис (на базе Ваших расчетов). Нагрузка приложена с эксц. примерно 6 см.
Грубо если взять 0,2 т/м и приложить с средн. эксц. 2,5 см, имеем момент 0,2 т/м*6/2 м*2,5 см =1,5 т*см. тау примерно 1,5 т*см*0,6 см/7 см^4=0,13 т/кв.см. Это у опоры.
Бимомент у опоры минимален, да и в середине погоды не делает.
Пока так.

[Jndtnxbr]

Ильнур

Возможно, слухи о кончине швеллера от кручения несколько преувеличены

Со швеллером возиться неохота, ничего принципиально отличного от двутавра, кроме экзотического положения центра изгиба, в нем не будет. Но вот задачка с двутавром, показывающая почему включили бимомент и не включили касательные от кручения.
Шарнироно опертая (по кручению - вилочное) балка 5м 20Б1 в середине сосредоточенная сила 30кН приложена к краю профиля. Моменты в середине: изгибающий 37.5 кНм, свободного кручения 0, стесненного 0.75 кНм, на краю: изгибающий 0, свободного кручения 0.68, стесненного 0.07 кНм, поперечная сила 15кН.
Нормальные напряжения от изгиба: 203МПа, от изгиба с бимоментом 440МПа (хорошая прибавка, не правда-ли?).
Касательные напряжения от поперечной силы: 15.5МПа в середине стенки.
Максимальные касательные напряжения в середине пролета от силы и крутящего момента такие же, от момента стесненного кручения лишь немного выравнивается эпюра касательных напряжений в полке над стенкой.
Максимальные касательные напряжения в опоре от момента свободного кручения 150МПа в скруглениях. Да, прибавка солидная, но распределение этих напряжений таково, что не может вызвать серьезных проблем для прочности балки. Ведь по толщине полки эти напряжения распределены от +100 до -100, например, т.е. в худшем случае могут вызвать лишь небольшой поверхностный наклеп. В отличие от напряжений от поперечной силы, равномерно распределенных по ширине стенки и могущих вызывать потерю несущей способности от пластической деформации и потери устойчивости стенки.
Наверно, примерно так рассуждали в ЦНИИСКе, когда
SergeyMetallist

Бимомент ввели, а тау до сих пор только от вертикальной силы определяют...

Хотя, "если бы директором был я", то и бимомент не стал бы включать в СНиП, нечего крутить такие профили...

[IBZ]

Сообщение от Jndtnxbr Шарнироно опертая (по кручению - вилочное) балка 5м 20Б1 в середине сосредоточенная сила 30кН приложена к краю профиля. Моменты в середине: изгибающий 37.5 кНм, стесненного 0.75 кНм, на краю: изгибающий 0, свободного кручения 0.68, стесненного 0.07 кНм, поперечная сила 15кН.свободного кручения 0,

Момент свободного кручения будет равен нулю в середине пролета только при равномеро-распределенной крутящей нагрузке, у Вас же по условию сосредоточенный крутящий момент в центре

Сообщение от Ильнур Верю я, верю в эти расчеты на Лире - в пределах постановки они показывают правильные числа.

Тут надо пояснить. Из Лиры - только графики в #44,#63. Перемещения и напряжения из Робота, т.к. решатель Лиры не справляется с поставленной задачей полностью и выдает потерю устойчивости(ГИС) в момент изменения направления горизонтального перемещения одного из поясов. При этом максимальные эквивалентные напряжения еще не достигли даже 200МПа.

Сообщение от Ильнур Но если взять конкретно шв. при 7 градусах и присмотреться, то можно увидеть, что напряжения типа 700МПа - только в углах опорного узла, что наверно от вырождения при крупной разбивке. ПАоэтому конец балки вычеркиваем из анализа. Остается максимум 380 МПа.

Я об этом и говорю.

Сообщение от Ильнур рубо если взять 0,2 т/м и приложить с средн. эксц. 2,5 см

почему 2,5?

[Ильнур]

Сообщение от palexxvlad ...почему 2,5?

На глаз. Возможно, надо все 6 см - я просто представил линию действия нагрузки криволинейной (от 0 до 6см). Действительно, она не очень криволинейна, а главное 6см (примерно) - это же от опоры до опоры.
Ну, тогда тау~0,3 т\кв.см. То бишь принципиально мало.

Сообщение от Ильнур Ну, тогда тау~0,3 т\кв.см. То бишь принципиально мало.

Вот это меня и смущает, т.к. эквивалентные напряжения что в Лире, что в Роботе примерно одинаковы при одинаковых величинах внешней нагрузки. Может третью теорию прочности тут применять нельзя?

[Jndtnxbr]

IBZ

Момент свободного кручения будет равен нулю в середине пролета только при равномеро-распределенной крутящей нагрузке, у Вас же по условию сосредоточенный крутящий момент в центре

В обоих случаях (ПРУСК, стр. 427 д и 428 е). Где-то ему надо переходить через 0, где же, как не в центре В центре только крутящий момент стесненного кручения остается.

[IBZ]

Сообщение от Jndtnxbr В обоих случаях (ПРУСК, стр. 427 д и 428 е). Где-то ему надо переходить через 0, где же, как не в центре В центре только крутящий момент стесненного кручения остается.

Первую фразу не понял вовсе . А по поводу второй - через ноль то он переходит именно в центре, да вот только скачком, а не наклонной линией. С одной стороны от внешнего сосредоточенного крутящего момента Мк внутренний крутящий момент будет +Mk/2, а с другой -Mk/2. Эпюра по внешнему виду будет полностью аналогична эпюре поперечных сил .

[Паша П.М.]

Добрый день, IBZ, а так же другие спецы по металлу. Не могли бы вы решить мою проблему http://forum.dwg.ru/showthread.php?t=68056 ? Для вас это будем минутное дело, а мне сильно поможете

[IBZ]

Сообщение от Паша П.М. Добрый день, IBZ, а так же другие спецы по металлу. Не могли бы вы решить мою проблему http://forum.dwg.ru/showthread.php?t=68056 ? Для вас это будем минутное дело, а мне сильно поможете

За Вас никто ничего считать не будет. Выкладывайте свой расчет (лучше прямо в сообщении, чтобы ошибки легче показать), тогда может и разберем ... И это Вам намного сильнее поможет