[Taske665]

Столкнулся с тем, что Лира не даёт возможности назначить стержням сечением из уголков тип конструктивного элемента балка. В связи с этим возник вопрос: есть ли какие-то рекомендации ограничивающие использование уголков в качестве балочных элементов?

[Выпускник]

Сообщение от Taske665 Столкнулся с тем, что Лира не даёт возможности назначить стержням сечением из уголков тип конструктивного элемента балка. В связи с этим возник вопрос: есть ли какие-то рекомендации ограничивающие использование уголков в качестве балочных элементов?

Не встречал еще балок из уголков,бред,зачем это вообще?

[Taske665]

Сообщение от Выпускник Не встречал еще балок из уголков,бред,зачем это вообще?

Балочный элемент - элемент, работающий на изгиб. Нечего сказать по теме - не разводите флуд.

[Jenec]

вообще это бред конечно, уголок не предназначен для использования в качестве балки

[Хмурый]

Taske665, можно использовать в качестве балок, только какая у уголка несущая способность и устойчивость?

Может у автора составное уголковое? Например, 4 уголка и одну пластину можно превратить в двутавр)

Один уголок - бред. Два - нерационально, но более-менее. При минимальной нагрузке по крайней мере жесткость из плоскости не такая хреновая, как у одиночного.

[Выпускник]

Сообщение от Arikaikai Может у автора составное уголковое? Например, 4 уголка и одну пластину можно превратить в двутавр)

Не, ну бывает всё в этом мире

[Ильнур]

Лира не дает возможности потому, что применение уголка в качестве балки не соответствует здравому смыслу с точки зрения рационального расхода материала, и в алгоритме программы сочли излишним предусматривать такое глумление над уголком. А так международной конвенцией не запрещено лепить из уголков что угодно

[Jenec]

что за конструкция то вообще? где нужны балки уголки?

Задавай балочный элемент жёсткостью и дело с концом. Аль не знаешь как вычислить момент инерции уголка?

[Chebyn]

Сообщение от Jenec что за конструкция то вообще? где нужны балки уголки?

Ферма из парных уголков с внеузловой нагрузкой.

А по теме Ильнур все сказал, не стоните на автора

[Jenec]

Сообщение от Chebyn Ферма из парных уголков с внеузловой нагрузкой. А по теме Ильнур все сказал, не стоните на автора

никто и стонет на автора, а по теме можно сделать дополнительный раскос

[Chebyn]

Сообщение от Jenec никто и стонет на автора, а по теме можно сделать дополнительный раскос

не всегда есть место чтобы его сделать (обследование), и это уже отдельная история...Но факт есть факт - считать надо )

[РастОК]

Программа BASE 8_1 cчитает уголок как балку...если очень надо.

[Tvorec]

Сообщение от Taske665 Лира не даёт возможности назначить стержням сечением из уголков

Как вариант можно задать уголком из типов сечений для ж/б, там же и тавр и крест - просто задать размеры и жесткость для стали (Е=21*10^6 т/м2)

Разве в Лире нет возможности в постпроцессоре задать просто элемент общего вида с полным комплексом проверок?

[yarrus77]

Сообщение от Jenec вообще это бред конечно, уголок не предназначен для использования в качестве балки

Скажите это строителям. Уголки в облицовку, в перегородки пихают постоянно.

Сообщение от yarrus77 в перегородки

Там потеря устойчивости практически невозможна, поэтому балка работает чистым W (и даже больше, если учитывать, что работает на самом деле совместно с кирпичом).

[alexfr]

если уж очень надо:
считай как вертикальную плоскую балку w=b*h*h/6, а вторая полка с привинченным профлистом - пойдет для обеспечения устойчивости

[Выпускник]

автор так просил в 3-м топе не разводит флуд

[Taske665]

Сообщение от Jenec вообще это бред конечно, уголок не предназначен для использования в качестве балки

Сообщение от Ильнур Лира не дает возможности потому, что применение уголка в качестве балки не соответствует здравому смыслу с точки зрения рационального расхода материала, и в алгоритме программы сочли излишним предусматривать такое глумление над уголком.

Прямо пособие к СП 16.13330.2011 "Назначение сечений элементов металлоконструкций и здравый смысл" авторы: Jenec, Ильнур - М.: Стройиздат. - 2013

Сообщение от Jenec что за конструкция то вообще? где нужны балки уголки?

Элемент несъёмной опалубки.

Сообщение от РастОК Программа BASE 8_1 cчитает уголок как балку...если очень надо.

Проблемы собственно расчёт произвести нет. Но за программу спасибо, пригодится.

Offtop:

Сообщение от Taske665 есть ли какие-то рекомендации ограничивающие использование уголков в качестве балочных элементов

Рекомендации Ильнура - всем рекомендациям рекомендации ^_~

[Structural Engineer]

Сообщение от Jenec вообще это бред конечно, уголок не предназначен для использования в качестве балки

Перемычки металлические из уголка не видели разве?

[Jenec]

Structural Engineer, видел, и сам такие закладывал, но это по большому счету исключение, чем правило, а еще вместо перемычек в перегородках кусок арматуры кладут, дак что теперь давайте вместо профилей арматуру будем как балку считать, да и в таких случаях уголок несет лишь небольшой кусок кирпичной кладки, в некоторых случая вообще без него никуда ничего не денется. здравый смысл подсказывает что уголок не стоит использовать как балку, можно конечно в некоторых случаях где он нужен конструктивно

[zsa]

Внимательно прочитайте стальной СНиП-

8.2 Расчет на прочность изгибаемых элементов сплошного сечения
8.2.1 Расчет на прочность балок 1-го класса следует выполнять по формулам:
при действии момента в одной из главных плоскостей ..... и т.д.

обратите внимание- в одной из главных плоскостей! и которая должна совпадать с плоскостью действия момента и соответственно с плоскостью стенки или полок. у уголка же гл. плоскость под углом и не совпадает с плоскостью пера потому СНиП изначально не рассматривает один уголок как изгибаемый элемент т.е. как балку

Сообщение от zsa в одной из главных плоскостей

Кстати неплохо подмечено! Только вот ТС жадничает до картинок ("Слайды! Слайды!"), и поэтому неясно - уголок у него одиночный или, например, парный. Тавровое уголковое сечение отлично нагружается в главной плоскости (она же - плоскость симметрии).

[Ильнур]

Сообщение от Taske665 Прямо пособие к СП 16.13330.2011 "Назначение сечений элементов металлоконструкций и здравый смысл" авторы: Jenec, Ильнур - М.: Стройиздат. - 2013 ...

Под здравым смыслом в инженерном разговоре подразумевается здравость мысли инженера, т.е. человека, изучившего как минимум сопромат, в т.ч. главу "рациональное сечение изгибаемого элемента". При этом собеседник вправе рассчитывать на то, что коллега помнит простые сопроматовские истины:

Наиболее экономичными являются такие формы поперечных сечений, для которых с наименьшей затратой материала (или при наименьшей площади поперечного сечения) получается наибольшая величина момента сопротивления. Чтобы форма сечения была рациональной, необходимо, по возможности распределять сечение подальше от главной центральной оси.

Для инженера-конструктора "балка" - изгибаемый элемент, имеющий длину на порядки больше, чем габарит, и по умолчанию нераскрепленный.

[АС_В]

во флуд-то на пустом месте по-развели...
а просто не-строитель пытается элементарную вещь "упаковать" в программу

балка это горизонтальный элемент с вертикальными опорными реакциями, а из чего она сделана совершенно другое дело
правда из уголков балок мало, но "Т"-образное сечение достаточно распространено

[Ильнур]

Сообщение от АС_В во флуд-то на пустом месте по-развели...

И не говорите, коллега. Сказали же по существу - в каких-то программах уголки как балки не "вбиты", а в каких-то - пожалуйста. И на эти вещи нет научного запрета.

[Golos]

видел подобное, только не по СПН а просто моно плиты раскрепленные двумя уголками.. Попробуй в конструкторе сечений сделать, да и проверь сечение таким образом.. (Плохо знаком с Лиркой, только начинаю со скада слазить)

[Айтмат]

Ну постойте ребята, СНиП и расчетные программы это конечно все хорошо, в а самое главное это основное. Но всегда есть Но...

В тех же щитах перекрытия приямков и каналов с распределенной нагрузкой до 1 т/м2 уголки прекрасно подходят для ребер, а ведь это изгибаемые элементы.
Мы недо чего не доспоримся, но если у вас случай что небольшой пролет и маленькая нагрузка и как раз необходимо использовать полки уголка для чего нить - уголок оказывается неплохая балка, а если все считать со вычислительными комплексами - то не балка. Во как

[ETCartman]

экономичность уголка как изгибаемого элемента где то близка к таковой для трубы. часто в не особо нагруженных местах уголок применяют (площадки башен например).
расчет по СНиП частично возможен. при центральном сжатии - по обычным формулам с коэффициентом условий работы от 0,75 до 0,8. Раскрепленного по верху - просто по сопроматовским формулам c иксовым W. Общего случая в снипе строго говоря нет - можно в крайней нужде использовать как справочник зарубежные нормы http://gisceu.net/PDF/U186.pdf
наконец есть всегда такой вариант - с использованием программ типа ansys, abaqus, calculix , в том числе симулировать нагружение при условиях при которых получены положения снип (надснип). Но это явно не для мелочных случаев где применение уголка как балки оправданно.
Чаще это требуется в том случае когда проектировщик отступает от типовых условий в более серьезных случаях (выловить напряжения стесненного кручения, местного изгиба и так далее). СНиПом такие расчеты одобряются (первые пункты "Пособия"), но напрямую нормами не регулируются как вещи общего плана (нет например СНиПа по сопромату).

[Величкин]

В качестве балки можно использовать, что хотите. Если бы я с этим столкнулся, то в скаде есть программа по которой можно подобрать эквивалентное сечение. Можно по моментам инерции в двух плоскостях и самому превратить уголок во что угодно, с определённой конечно степенью точности.

[Ильнур]

Сообщение от Айтмат Ну постойте ребята...уголки прекрасно подходят для ребер, а ведь это изгибаемые элементы.

Мы недо чего не доспоримся[/quote]Вы не поняли - здесь никто не спорит. Особенно об изгибаемости/неизгибаемости бедного уголка. Все в природе подлежит изогнутию, раз такова схема нагружения.

Сообщение от Айтмат но если у вас случай что небольшой пролет и маленькая нагрузка и как раз необходимо использовать полки уголка для чего нить - уголок оказывается неплохая балка

А вот тут Вы вообще ошибаетесь принципиально - дело не в малости нагрузок и пролетов (уголки есть и 20х20х3, и 250х250х35), а в нерациональности использования уголкового СЕЧЕНИЯ (профиля) в качестве БАЛКИ.
Еще раз - БАЛКА - это В ПЕРВУЮ ОЧЕРЕДЬ такой предмет, который изгибается в одной плоскости, при этом В ПЕРВУЮ ОЧЕРЕДЬ рассматривается нераскрепленный из плоскости предмет.
Канэшна, если делать каркас аквариума из уголков, это будет СУПЕРРАЦИОНАЛЬНО. Но в данном случае уголок уже вовсе не БАЛКА.

Сообщение от Айтмат а если все считать со вычислительными комплексами - то не балка. Во как

Вы снова недопоняли - в ВК обычно имеются всевозможные опции вычисления расчетных длин, поэлементных проверок и т.д. В некоторых случаях однообразные (по НДС, или по сечению и т.д.) предметы группируют по признаку "стойка", "балка", "стена" и т.д. Это как бы девайсы для пользователя от разработчика ВК.
В некоторых ВК девайсы такие, в других - сякие. Это как например в телефоне (у Вас есть соуременный телефон, функционально схожий с мощным ПК?) - у кого-то авторразворот страницы есть, у кого-то нет. Но при этом никто не удивляется, что вот в этом дешевом телефоне изображение не разворачивается.
Вообще мало кто вник, в каком плане автор темы задал вопрос. Вопрос-то об опциональных возможностях ВК, а не об принципиальной просчитываемости уголка на сложные НДС. Это же смешно. Конечно же уголок просчитывается. Только нужно вынуть палец из ноздри и вникнуть.

[Старый Дилетант]

На соседней ветке возникла подобная тема балок (перемычек) из уголка, на полку которого опираются ж. б. плиты. https://forum.dwg.ru/showthread.php?t=163966 , но мне сказали, что металлисты туда (на ж.б.) не заходят

Хотелось бы услышать мнения, о том
- Как реально работает, такая балка?
- Можно ли ее просто посчитать, например ~M/W, если ограничить кручение?
- Как передается нагрузка от плиты (где расположена равнодействующая ее опорной реакции)?
?- Корректно ли такую балку ли считать оболочками в Лире?

[ник25]

В чате ПГСников в телеге вчера такая тема была с плитой на уголке. При анкеровке плиты к уголку вполне можно посчитать в вертикальной плоскости. Для начала в запас можно задать точку приложения нагрузки прямо по перу и посмотреть, какой вылезет профиль. В Лире или Скаде вполне корректно считать в границах упругой задачи.

[Ильнур]

1. У уголка как у разомкнутого тонкостенного сечения очень маленькая сопротивляемость кручению - практически кроме небольшого Jкр нет ни стесненности, ни еще чего-либо. Изгиб при такой ориентации сечения априори косой.
2. Кручение прямое от крутящей внешней нагрузки - плита опирается с "e" относительно ц.т. и тем более ц.и. (ц.и. находится ближе к углу). Думается, изначально равнодействующая в ~1/3 полки от ц.и. При небольшом кручении "е" уменьшится, сузится площадь контакта.
3. Если КАК-ТО организовать некручение за счет "прищемления" к самой плите (что плохо представляется в деталях), то конечно М/W и Q/A. Но появляется возможность потери локальной устойчивости сжатого пера.
4. Посчитать оболочками конечно можно, но придется согласиться с упрощениями в Лире - нельзя будет смоделировать изменение условий контакта. Но это скорее в запас. Думаю, плиту не нужно вводить, а только нагрузки и условия раскрепления.

[IBZ]

Сообщение от Ильнур Кручение прямое от крутящей внешней нагрузки - плита опирается с "e" относительно ц.т. и тем более ц.и. (ц.и. находится ближе к углу). Думается, изначально равнодействующая в ~1/3 полки от ц.и

Центр изгиба для уголка находится на пересечении осей полки и стенки, бимоментов тут не будет по определению, а вот чистое кручение очень желательно убрать конструктивно, так как уголок очень плохо на него работает.

[Ильнур]

Сообщение от IBZ Центр изгиба для уголка находится на пересечении осей полки и стенки,

Так я и пишу:

(ц.и. находится ближе к углу)

бимоментов тут не будет по определению

Так я и пишу:

нет ни стесненности, ни еще чего-либо

чистое кручение очень желательно убрать конструктивно,

Так я и пишу:

Если КАК-ТО организовать некручение

Сообщение от IBZ уголок очень плохо на него работает.

Так я и пишу:

У уголка как у разомкнутого тонкостенного сечения очень маленькая сопротивляемость кручению

Или Вы просто подтверждаете?

[v.psk]

я и в той теме отписался, на мой взгляд достаточно проверки M/W (для главных осей) и проверки пера на отгиб, но с условием раскрепления (эти мероприятия предусмотрены).
кстати, отдельно не упоминается, но очевидно, что при кручении не только уменьшается эксцентриситет, но и сечение стремится к состоянию с более развитым (с более высоким) W.

[Старый Дилетант]

Попробовал пластинками в Лире 9.6.8.
Уголок 155*155 (по средней линии), толщина полки 10 и 16 мм
Тип КЭ - 41, размеры 100*20, у обушков 100*15
Нагрузка 3 тс/м задана сосредоточенными силами в узлах 0,3 тс/м с шагом 0,1 м на расстоянии 60 мм от обушка, сила трения 0,09 тс прикладывалась в тех же точках
Нижняя полка закреплена по Z на опорах, обушок точечно - по Y на опорах и по X посередине пролета.
Варианты.
1 2 Без раскреплений без учета и с учетом силы трения.
3 С расккреплением ВП по всей длине и с учетом силы трения.
4 С раскреплением ВП по всей длине и точечным раскреплением НП в 2-х точках, на расстоянии 0,6 м от серединв пролета.
5 С раскреплением ВП по всей длине и точечным раскреплением НП.

Результаты во вложениях.
Очень смущает, что момент в уголках, раскрепленных от кручения меньше чем M/W

[IBZ]

Сообщение от Ильнур Или Вы просто подтверждаете?

Просто чуть-чуть конкретизирую. Всё же есть небольшая разница в определении "ближе к углу" и "на пересечении осей стенки и полки" .

[Сет]

Сообщение от IBZ Просто чуть-чуть конкретизирую. Всё же есть небольшая разница в определении "ближе к углу" и "на пересечении осей стенки и полки"

То есть при приложении нагрузки по вертикальной оси, проходящей через вертикальную полку уголка, его можно рассчитывать по формуле M/W<R?

[Старый Дилетант]

Прилагаю исходный файл к #41. Буду рад выслушать критику, соображения и указания на глюки, которые очевидно есть.
.....
По результатам.
1. Повторюсь: очень смущает, что момент в уголках, раскрепленных от кручения меньше чем M/W. В чем причина? И вообще ожидал, что нормальные напряжению будут заметно выше чем M/W
2. Раскрепление только сверху полки заметно уменьшает угол закручивания уголка и напряжения от кручения в опорной зоне перестают быть критичными и влиять на подбор сечения по прочности.
3. При увеличении толщины полки с 10 до 16 мм напряжения от кручения нераскрепленного уголка уменьшаются в 2,4 раза, угол закручивания сечения - в 4,1 раза. Нераскрепленный уголок 155*16 проходит по прочности на притнятое загружение. Но уже наверное пора контролировать поворот опорного сечения плиты и уточнять эксцентриситет приложения нагрузки.

----- добавлено через ~13 мин. -----

Сообщение от ник25 В чате ПГСников

Это где?
,,

[IBZ]

Сообщение от Сет о есть при приложении нагрузки по вертикальной оси, проходящей через вертикальную полку уголка, его можно рассчитывать по формуле M/W<R?

Не сильно вдавался как там выполнено опирание и какие там есть ещё силовые факторы, но можно точно сказать, что при этом никакого кручения не будет.

[Сет]

Сообщение от IBZ Не сильно вдавался как там выполнено опирание и какие там есть ещё силовые факторы, но можно точно сказать, что при этом никакого кручения не будет.

Ну допустим уголок просто свободно лежит на опорах.

[Старый Дилетант]

Сообщение от Сет Ну допустим уголок просто свободно лежит на опорах.

Пример
Mx=200 тс*см, моменты относительно главных осей Mv=Mu=200*0.707=141 тс*см
Уголок 200*20, Wx=200 см3,
если конструктор сечений не врет, то Wu = 321 см3, Wv=149 см3
Итого напряжение у пера вертикальной полки Mv/Wv+Mu/Wu =141/149+141/321=1,39 тс/см2 > Мx/Wx = 200/200 = 1тс/см
Т. о. Мx/Wx недооценивает напряжения почти на 40%

А почему у меня оболочками не получается?? Где глюк??

[IBZ]

Сообщение от Сет Ну допустим уголок просто свободно лежит на опорах.

Тогда G=M/W.

Сообщение от Старый Дилетант Т. о. Мx/Wx недооценивает напряжения почти на 40%

Так не может быть, потому что не может быть никогда . Вы можете раскладывать момент как угодно, но при правильном расчёте результат должен быть одинаков.

[Сет]

IBZ, а если уголок неравнополочный, у него тоже центр изгиба на пересечении полок?

[IBZ]

Сообщение от Сет IBZ, а если уголок неравнополочный, у него тоже центр изгиба на пересечении полок?

Да. Вообще у любого сечения, состоящего из лучей, исходящих из одной точки. Например, для крестовых сечений.

[Ильнур]

Сообщение от IBZ Просто чуть-чуть конкретизирую. Всё же есть небольшая разница в определении "ближе к углу" и "на пересечении осей стенки и полки" .

Тогда и я чуть-чуть поконкретизирую - на пересечении осей стенки и полки ц.и. точно окажется у идеального уголка, просто в силу идеального баланса сил. А реальный уголок имеет толщины/закругления/галтели, и ц.и. окажется не в точности на пересечении осей перьев.

То есть при приложении нагрузки по вертикальной оси, проходящей через вертикальную полку уголка, его можно рассчитывать по формуле M/W<R?

Центр изгиба и есть по определению точка, вокруг которого происходит кручение. Поэтому если нагрузка проходит через ц.и., кручения нет. Есть плоский изгиб. Конечно пока не наступит потеря ПФИ. Уголок со сжатым пером легко потеряет устойчивость.
Вывод: уголок по любасу надо закрепить (раскрепить) от кручения. Если конечно хочется использовать сечение по полной.
Так-то например при Кисп=3% ничего не нужно раскреплять.

[IBZ]

Сообщение от Ильнур Тогда и я чуть-чуть поконкретизирую - на пересечении осей стенки и полки ц.и. точно окажется у идеального уголка, просто в силу идеального баланса сил. А реальный уголок имеет толщины/закругления/галтели, и ц.и. окажется не в точности на пересечении осей перьев.

Всё это, а также нормативное отклонение в размерах, являются величинами малости второго-третьего порядка, позволяющие игнорировать стесненное кручение.

[Сет]

Допустим есть балка из уголка, шарнирно опертая. Нагрузка приходит с эксцентриситетоми. В середине пролета предположим закрепим уголок от поворота вокруг продольной оси. Можно ли как-то по-простому проанализировать напряженное состояние участка уголка от опоры до середины пролета? И можно ли что-то сказать о несущей способности такого уголка без сложных вычислений, сравнивая эту самую несущую способность с M/W? Ну то есть мы прикинули уголок по формуле M/W - напряжения получили меньше Ry. Середина уголка от поворота закреплена. Что в общем случае можно сказать о несущей способности такого уголка?

[IBZ]

Сообщение от Сет Допустим есть балка из уголка, шарнирно опертая. Нагрузка приходит с эксцентриситетоми. В середине пролета предположим закрепим уголок от поворота вокруг продольной оси.

Если балка раскреплена от кручения и по краям, то для расчёта на кручение она превращается в 2 независимых балки половинной длины. Если закрепление только в середине, то схема 2-х консольная.

Сообщение от Сет Можно ли как-то по-простому проанализировать напряженное состояние участка уголка от опоры до середины пролета? И можно ли что-то сказать о несущей способности такого уголка без сложных вычислений, сравнивая эту самую несущую способность с M/W?

Нужен элементарный расчёт на чистое кручение, после чего следует определить касательные напряжения от крутящего момента. Далее определяются нормальные напряжения изгиба и приведенные напряжения. Все три вычисленных значения напряжений не должны превышать соответствующие предельные значения.

Сообщение от Сет Что в общем случае можно сказать о несущей способности такого уголка?

Что условия его работы хуже простого изгиба. Можно ещё предположить, что основным фактором будет касательное напряжение от кручения.

[Сет]

Сообщение от IBZ Если балка раскреплена от кручения и по краям, то для расчёта на кручение она превращается в 2 независимых балки половинной длины.

Это каким образом? В середине уголок закреплен только от поворота. По вертикали ведь нет закрепления.

Сообщение от IBZ Нужен элементарный расчёт на чистое кручение, после чего следует определить касательные напряжения от крутящего момента.

"Элементарный" - вы имеете ввиду расчет МКЭ? А без привлечения МКЭ можно оценить несущую способность такого уголка?

[IBZ]

Сообщение от Сет Это каким образом? В середине уголок закреплен только от поворота. По вертикали ведь нет закрепления.

Я же написал, что для расчёта на кручение. Для вычисления изгибающего момента пролёт в этом случае принимается полным.

Сообщение от Сет "Элементарный" - вы имеете ввиду расчет МКЭ? А без привлечения МКЭ можно оценить несущую способность такого уголка?

Никакого МКЭ для этого не нужно - обычный элементарный сопромат.

[Старый Дилетант]

Сообщение от IBZ Вы можете раскладывать момент как угодно, но при правильном расчёте результат должен быть одинаков.

Угол наклона главных осей равнополочного уголка а=45 град, tg45=0.707, Mx0=My0=0.707Mx, где x0, y0 - обоpначение главных осей по ГОСТ 8509-93
Согласно ГОСТ 8509-93 для уголка 100*8 Wx=20.3 см3, Wy0=15.66 см3, Ix0=233 см4, Y0=0.707*10=7.07 см, Wx0=233/7.07=33.0 см3
Пусть Mx=100тс*см, Mx0=My0=70,7тс*см
Mx/Wx=100/20,3=4,92 тс/см2
Mx0/Wx0+My0/Wy0=70.7/15.66+707/33.0=6.65 тс/см2
6.65/4.92=1,35.
Не сходится на 35% и не сойдутся никогда.
Правильный расчет (в плоскостях главных осей) не сойдется с неправильным.
При расчете Мx/Wх напряжения создают в горизонтальной плоскости момент, не уравновешенный внешними силами.

[Нубий-IV]

Сообщение от Старый Дилетант Прилагаю исходный файл к #41

Перегнал его в Старк через StarLi. Для частоты экскремента добавил внизу еще одну схему закрепления - сплошное закрепление по Y по верху и по низу уголка (это соответствует сплошной приварке к закладным в плите или часто установленным анкерам); в такой схеме напряжения должны по определению вычисляться как Mx/Wx (не в главных осях).

Ручной счет:

• Для уголка 155x10:
  Wx = 67.0 см3
  Mx = 30 кН/м * (2м)^2 / 8 = 15 кНм
  σx = 15/0.067 = 224 МПа
• Для уголка 155x16:
  Wx = 107 см3
  σx = 15/0.107 = 140 МПа

Ручной счет совпадает с машинным по нижней схеме.
По верхней схеме (свободный уголок) напряжения на четверть больше, чем по нижней (без кручения и горизонтальных перемещений).
Видимо, и остальным схемам можно верить.

[IBZ]

Сообщение от Старый Дилетант При расчете Мx/Wх напряжения создают в горизонтальной плоскости момент, не уравновешенный внешними силами.

Вообще-то весь сопромат построен на принципе равенства суммы внутренних напряжений и внешних воздействий. При отсутствии внешнего момента из плоскости внутренний момент, вызванный суммой напряжений, не может отличаться от нуля.

[Бахил]

Offtop: Вы ещё арматуру в качестве "балки" рассмотрите.

[Сет]

Нубий-IV, а чему равны приведенные напряжения в 1 схеме для уголка 155х10 без раскрепления?

[Старый Дилетант]

Сообщение от Нубий-IV Перегнал его в Старк

Спасибо.
На заметку IBZ.
Для уголка 155*10 ( Геометрически характеристики определены для средней линии и умножены на 1 см)
M = 150 тс*см, Wx = 66,7 см3,
Mx/Wx = 150/66.7 = 2.25 тс/см2
Mx0 = My0 = 150*0.707 = 106 тс*см
Wx0 = 113 см3, Wy0 = 56,6 см2
Mx0/Wx0 + My0/Wy0 = 106/113 + 106/56.6 = 2.81 тс/см3 - совпадает со значением, полученным Нубием-IV для нераскрепленного уголка.
Похоже Старк решает корректно, по крайней мере для нераскрепленного и полностью раскрепленного от кручения уголка.
Но почему же "врет" Лира? Что я делаю не так?
Также не укладывается в голове снижение нормальных напряжений при раскреплении из плоскости и раскреплении от кручения.
Пока получается самым эффективным 5 вариант - c раскрепленой верхней полкой и нижней полкой, точечно раскрепленной посередине.

----- добавлено через ~42 мин. -----

Сообщение от IBZ Вообще-то весь сопромат построен на принципе равенства суммы внутренних напряжений и внешних воздействий. При отсутствии внешнего момента из плоскости внутренний момент, вызванный суммой напряжений, не может отличаться от нуля.

Я именно об этом и говорю. Поэтому Mx/Wx дает неправильный результат. Горизонтальные внешние силы отсутствуют, а изгибающий момент в горизонтальной плоскости имеет место, т. к. равнодействующие сжимающих и растягивающих напряжений в плане не совпадают.

----- добавлено через ~49 мин. -----
Offtop:

Сообщение от Бахил Offtop: Вы ещё арматуру в качестве "балки" рассмотрите.

На каждом шагу - решетки, прутковые настилы, рядовые перемычки (пока раствор кладки не затвердеет.
Иногда 2-метровая перемычка или балка из уголка может быть самым простым решением

[IBZ]

Сообщение от Старый Дилетант Я именно об этом и говорю. Поэтому Mx/Wx дает неправильный результат. Горизонтальные внешние силы отсутствуют, а изгибающий момент в горизонтальной плоскости имеет место, т. к. равнодействующие сжимающих и растягивающих напряжений в плане не совпадают.

Знаете, я даже ничего и говорить по этому поводу не буду...

[mainevent100]

Сообщение от Старый Дилетант Поэтому Mx/Wx дает неправильный результат.

Вы в схеме прикладываете нагрузку на расстоянии от вертикальной полки, а IBZ, возможно, говорит о схеме с вертикальной нагрузкой, приложенной в центре изгиба.

[Старый Дилетант]

Сообщение от mainevent100 Вы в схеме прикладываете нагрузку на расстоянии от вертикальной полки, а IBZ, возможно, говорит о схеме с вертикальной нагрузкой, приложенной в центре изгиба.

Нет - я прикладываю нагрузку по оси полки https://forum.dwg.ru/attachment.php?...8&d=1639687414. Хотя для свободноопертого стержня это не имеет значения.

Сообщение от IBZ Знаете, я даже ничего и говорить по этому поводу не буду...

Отчего же? Был бы рад, если бы Вы, указали где я не прав. Как ни странно, моя Лира на Вашей стороне.

----- добавлено через ~3 мин. -----

Сообщение от Нубий-IV Ручной счет совпадает с машинным по нижней схеме.

Загрузите пожалуйста нераскрепленный уголок по оси вертикальной полки. Интересно: что Старк покажет.

[Нубий-IV]

Сообщение от Старый Дилетант Но почему же "врет" Лира?

Известно дело: Лира - дура, Старк - молодец! У Старка и элементы поточнее, и выдача усилий в узлах, в нем краевые напряжения точны даже на более грубой сетке. А Лире надо сетку удвоить разок-другой, тогда и у нее точность повысится; или обновиться - в последней версии обещали узловую выдачу усилий сделать.

Сообщение от Старый Дилетант При расчете Мx/Wх напряжения создают в горизонтальной плоскости момент, не уравновешенный внешними силами.

Сообщение от IBZ Знаете, я даже ничего и говорить по этому поводу не буду...

https://bash.im/quote/433000

Чтобы десять страниц срача не набирать:

В сопромате задаются гипотезой плоских сечений, по которой напряжения растут с удалением от оси:

Тогда с площади dA усилие:

Момент относительно оси x с площади dA:

Общий момент в сечении:

Тогда

И


Но можно найти и момент относительно второй оси при той же гипотезе:



Очевидно, что , значит, и момент относительно второй оси .
Единственное исключение - если центробежный момент в этой формуле , то и постороннего момента не возникнет.
Отсюда и правило: формула сопромата дает правильный ответ только относительно главной оси, когда центробежный момент нулевой; в других случаях она врет, поскольку сопровождается появлением несуществующего момента второго направления.
Единственное исключение - случай принудительного закрепления сечения от смещений и поворотов (как у приваренного уголка) - тогда схема деформаций физически задана точно такой, как при выводе формулы, и тогда напряжения можно считать относительно оси X, а не главной оси (см. последнюю схему с двойным закреплением Пост #58 ); момент второго направления при этом возникает, и дает усилия в анкерах по аналогии с Qfic при потере устойчивости.

[IBZ]

Сообщение от Старый Дилетант Отчего же?

Потому что это самые основы сопромата. У Вас же они перевернуты с ног на голову: нет внутреннего равновесия, добавляем внешний момент .

Сообщение от Старый Дилетант если бы Вы, указали где я не прав

Ну например, на схеме у Вас не пара сил, а две разные силы с разными плечами относительно центра тяжести. При этом они стремятся повернуть сечение в противоположные стороны, но эти моменты должны быть равными.

[Старый Дилетант]

Сообщение от IBZ Потому что это самые основы сопромата. У Вас же они перевернуты с ног на голову: нет внутреннего равновесия, добавляем внешний момент . ... Ну например, на схеме у Вас не пара сил, а две разные силы с разными плечами относительно центра тяжести. При этом они стремятся повернуть сечение в противоположные стороны, но эти моменты должны быть равными.

- Откуда появится внешний момент в горизонтальной плоскости, если нет горизонтальных сил, а опоры шарнирные?
- Я всегда полагал, что пара сил - это две противоположно направленные равные по величине силы, не лежащие на одной оси.
Т. е. Вы не согласны, что сказа Нубий в #66: "формула сопромата M/W (переврал, т. к. формула не копируется) дает правильный ответ только относительно главной оси.

[Нубий-IV]

Сообщение от Старый Дилетант Загрузите пожалуйста нераскрепленный уголок по оси вертикальной полки. Мнтересно: что Старк покажет.

Сверху - нераскрепленный уголок, нагрузка по оси и по центру тяжести. Снизу - то же, раскрепленный уголок.

В нормальных напряжениях нет разницы куда нагрузку приложить; кручение у свободного уголка разное получается.

Сообщение от Сет а чему равны приведенные напряжения

А что там к чему приводить надо? Нормальные плюс касательные от кручения? Я не помню какая точность у элементов при кручении (и какую, соответственно, надо сетку задать), плюс разные типы элементов вроде кручение по-разному обсчитывают; гибридный-1 даже что-то вроде напряжений по короткой стороне прямоугольного сечения выдает.

[Сет]

Сообщение от Нубий-IV А что там к чему приводить надо? Нормальные плюс касательные от кручения?

Да. Оценивать прочность в данном случае нужно ведь не только по нормальным напряжениям. Нагрузка приложена с эксцентриситетом, появляется кручение, появляются касательные напряжения. Интересно просто какой вклад в напряженное состояние уголка вносит фактор кручения.

[Нубий-IV]

Сообщение от Сет какой вклад в напряженное состояние уголка вносит фактор кручения.

Теоретически в этой схеме крутящий момент в пролете нулевой, вместе с касательными напряжениями.

Однако эквивалентные напряжения таки больше нормальных

Это из-за того, что полка при кручении еще и изгибается из своей плоскости, от этого нормальные напряжения на поверхности больше, чем в срединной плоскости:

[Сет]

Сообщение от Нубий-IV Теоретически в этой схеме крутящий момент в пролете нулевой, вместе с касательными напряжениями.

Не понял. Почему это он нулевой, если нагрузка приложена с эксцентриситетом?

[Нубий-IV]

Если на длине 2м действует распределенный крутящий момент 3т/м * 0.04м = 0.12 тм/м, то опорная реакция равна 0.12 тм/м * 2м / 2 = 0.12 тм. Тогда в середине пролета крутящий момент равен 0.12 тм - 0.12 тм/м * 1т = 0. Картинка с эпюрой на два поста выше.

Или из соображений деформации: касательные напряжения пропорциональны углу сдвига на поверхности пластины. На оси схемы сдвиг нулевой, потому что не может быть одновременно по и против часовой стрелки.

Была бы консоль - был бы максимальный момент в заделке, а так изгиб с кручением имеют максимум в разных точках.

[IBZ]

Сообщение от Сет Не понял. Почему это он нулевой, если нагрузка приложена с эксцентриситетом?

Нагрузка, приложенная с эксцентриситетом, порождает распределенный крутящий момент. Этот внешний фактор приводит к образованию в сечении внутреннего фактора - момента чистого кручения, распределение и значение которого показаны на эпюре. Из этого следует, что в середине балки, где изгибающий момент максимален, момент чистого кручения нулевой. Таким образом, в середине будут только нормальные напряжения от изгибающего момента, а на опорах только касательные напряжения от поперечной силы и момента чистого кручения. Эти 2 сечения и подлежат проверке. При определенных соотношениях возможно промежуточное сечение, где имеются изгибающий момент, поперечная сила и момент чистого кручения. При этом приведенное напряжение в этом сечении может стать решающим фактором. Чтобы найти положение этого сечения, необходимо записать в общем виде функцию определения приведенного напряжения в произвольном сечении, взять от неё первую производную, приравнять её нулю и из полученного уравнения определить требуемый параметр.

[mainevent100]

я немного запутался.
1. Если нагрузка расположена на вертикальной полке уголка (в центре изгиба), то кручения не возникает. Возникает ли при этом момент в горизонтальной плоскости? Тут мнения, вроде бы, разделились.
2. Если нагрузка приложена с эксцентриситетом, то возникает кручение. Крутящий момент в центре пролета = 0 и максимален на опорах.
3. В итоге, в виде какой формулы должна выглядеть проверка сечения, например, на расстоянии 1/4 пролета от опоры?

[IBZ]

Сообщение от mainevent100 В итоге, в виде какой формулы должна выглядеть проверка сечения, например, на расстоянии 1/4 пролета от опоры?

На нормальное напряжение от изгибающего момента, на сумму касательных напряжений от поперечной силы и момента чистого кручения и на приведенное напряжение. Все силовые факторы берутся для точки, расположенной на расстоянии 1/4 пролёта от опоры.

[Сет]

А за счет чего мы получаем в середине нераскрепленного уголка увеличенные нормальные напряжения, по сравнению с закрепленным от поворота уголком?

[Старый Дилетант]

Сообщение от Сет А за счет чего мы получаем в середине нераскрепленного уголка увеличенные нормальные напряжения, по сравнению с закрепленным от поворота уголком?

Не получим. Раскрепление от кручения никак не влияет на эти нормальные напряжения.
Снижение наряжений происходит исключительно за счет раскрепления из плоскости.
Причем, если раскрепить точечно посередине, то напряжения будут меньше чем Mx/Wx.

[Бахил]

Offtop: Молодец Нубий! Доказал таки, что 2*2=5 в №66. Надеюсь это шутка.
Ребята, вы там поаккуратнее с осями. Назначат в районе Луны, а потом сокрушаются: ах сопромат, ах Лира неправильно считает.

[Ильнур]

Сообщение от IBZ Всё это, а также нормативное отклонение в размерах, являются величинами малости второго-третьего порядка, позволяющие игнорировать стесненное кручение.

Причем тут стесненное кручение?
Кручения бывают разные, мы же тут лишь о "точности местоположения ц.и." Хотя местоположение ц.и. уголка известно всем, нужно лишь напомнить, что ОН не совпадает с ц.т. - не каждый день уголки на изгиб считают (вернее пытаются посчитать).
Или Вы собрались игнорировать кручение вообще?
По теме: расчет уголка на изгиб тут уже когда-то давно мусолили, и кто-то там выкладывал амерские нормы с методикой такого расчета.

[Denbm]

Форумчане, добрый день.
Для автоматизации расчетов в Лира и СКАД необходимо выполнить корректировку другого профиля, например швеллера.
Уголок Лира и СКАД не посчитают как колонну (стойку) и балку, а если в сортаменте швеллера завести новый элемент с характеристиками уголка, то потом можно будет назначить этому элементу Сталь, Дополнительные характеристики, и программа воспримет этот профиль, и выполнит необходимые проверки.

[IBZ]

Сообщение от Denbm Для автоматизации расчетов в Лира и СКАД необходимо выполнить корректировку другого профиля, например швеллера.

Не прошло и 12 лет... Пишу только потому, что данный совет из области вредных без всяких кавычек. Автору, видимо, невдомек, что нормы предписывают считать сечения в зависимости от их формы, и её подмена приведет к абсолютно неверному результату.

[Ильнур]

Сообщение от Denbm ...Уголок Лира и СКАД не посчитают как колонну (стойку) и балку...

СКАД посчитает по EN, что намного корректнее. А в СП просто нет расчетов уголка для всех НДС, подмена может привести к неверным результатам. Подменять можно например для учета количества в спецификации.

[vedinzhener]

ИМХО Одиночный уголок можно применять на изгиб и считать(причем путем замены характеристик другого сечения), но лучше в ручную, при условии раскрепления этого уголка из плоскости по всей длине, при этом надо обращать внимание по расположению пера уголка, там W отличатся будет

[Ильнур]

Сообщение от vedinzhener ИМХО Одиночный уголок можно применять на изгиб и считать(причем путем замены характеристик другого сечения), но лучше в ручную, при условии раскрепления этого уголка из плоскости по всей длине, при этом надо обращать внимание по расположению пера уголка, там W отличатся будет

Все сказанное имет смысл, если говорим об раскрепленном на всю голову элементе. Но автор говорит об общем случае. Но даже при раскрепленном хрен подменишь - только у уголка J и W такие, как у уголка.

[Ильнур]

К слову, если уголок используется не как балочный элемент, а типа например распорка или связь, то если убрать собственный вес элемента, то он проверится на сжатие/растяжение. В СП пердусмотрено ибо.

[vedinzhener]

Сообщение от Ильнур Все сказанное имет смысл, если говорим об раскрепленном на всю голову элементе. Но автор говорит об общем случае. Но даже при раскрепленном хрен подменишь - только у уголка J и W такие, как у уголка.

к примеру в тонкой ж/б ступени лестницы вполне можно применить, даже интуитивно нести будет, а вот делать перекрытие с несущими уголками не стоит

[Ильнур]

Сообщение от vedinzhener ... делать перекрытие с несущими уголками не стоит

У автора вопрос не целесообразности использования сечения, а о проблемах с расчетами, а именно с проверками КЭ-стержня уголкового сечения. И предлагает обмануть программу путем подмены сечения на эквивалент. В общем случае уголку эквивалентен только сам уголок. Вот об этом тут...

[vedinzhener]

Сообщение от Ильнур И предлагает обмануть программу путем подмены сечения на эквивалент.

в общем случае можно обмануть только себя