[ZVV]

Есть вертикальная консольная конструкция. Назовем ее условно " башня". Башня состоит из четырех стоек. Размеры в плане 2 на 2 м, высота 4,5 м. В четырех плоскостях башни установлены связи. На оголовки стоек устанавливаются балки по схеме к I-I . Башня устанавливается над проемом в перекрытии. С помощью тали, прикрепленной к балкам башни, осуществляется подъем оборудования на отметку. Есть ли необходимость в устройстве горизонтальных диафрагм в уровне верха (по высоте) башни "для обеспечения пространственной жесткости" ?

[Vavan Metallist]

СтОит поставить

[Evgeny31]

"Для обеспечения контура поперечного сечения в четырехгранных стержнях следует установить диафрагмы по торцам отправочных элементов и в промежутках через 4 м." Горев 1 том.

[ZVV]

Сообщение от Vavan Metallist СтОит поставить

Согласен, что поставить стоит. Тем более, что во всех четырехгранных конструкциях башенного типа горизонтальные диафрагмы присутствуют.
Смущает, непонимание необходимости устройства гор. диафрагм. Ведь геометрическая неизменяемость конструкции обеспечена. Пусть грани стойки работают неравномерно при нагрузке приложенной только в одной из граней, но ведь работают и учесть эту неравномерность в стержневой МКЭ модели не составляет проблем.
Есть подозрение, что необходимость постановки гор. диафрагм становится критичной, когда башня рассматривается как стержень составного сечения, т.е. когда длина значительно превосходит габариты поперечного сечения (h/b>5 например). Или так, когда гибкость башни становится соизмеримой с гибкостью отдельных ветвей на участках между узлами.

Сообщение от Evgeny31 "Для обеспечения контура поперечного сечения в четырехгранных стержнях следует установить диафрагмы по торцам отправочных элементов и в промежутках через 4 м." Горев 1 том.

Да, но с какого момента четыре стойки объединенные связями следует рассматривать как четырехгранный стержень?

[100k]

В СНиП все написано, не менее через 3 поперечных размера
Хотя, для энергетиков есть исключения.

[Evgeny31]

Сообщение от ZVV Да, но с какого момента четыре стойки объединенные связями следует рассматривать как четырехгранный стержень?

Данный пункт выписан из:Глава 6 "КОЛОННЫ И ЭЛЕМЕНТЫ СТЕРЖНЕВЫХ КОНСТРУКЦИЙ" -> "п.6.6. Сквозные стержни"->"Стержни, составленные из трех и четырех ветвей". Так что вопрос по названию не ко мне и относится он именно к стержням составного сечения (из 4 элементов).

[ZVV]

Сообщение от 100k В СНиП все написано, не менее через 3 поперечных размера Хотя, для энергетиков есть исключения.

Подскажите номер СНиП. О каких исключениях идет речь? Может есть литература где этот вопрос освещен более подробно?

[Kykycuk]

Если по всем четырем граням стоят связи, то мне, например, не понятно зачем нужны горизонтальные диафрагмы. Если бы связи стояли по двум граням, то, как я понимаю, передача усилий на эти связи осуществлялась бы через эти диафрагмы. Нет?

[olen]

Сообщение от Kykycuk Если по всем четырем граням стоят связи, то мне, например, не понятно зачем нужны горизонтальные диафрагмы

Без горизонтальных диафрагм башня может просто скрутиться. Хотя для точного ответа на вопрос нужно знать конструкцию стоек и способ их прикрепления к основанию.

[ZVV]

Сообщение от olen Без горизонтальных диафрагм башня может просто скрутиться.

Свободно крутиться? То есть геометрически изменяемая система?

Сообщение от olen Хотя для точного ответа на вопрос нужно знать конструкцию стоек и способ их прикрепления к основанию.

В данном случае, стойки - труба круглая, связи спаренные тавром уголки. Стойки свободно опираются (нет анкеров или т.п.).

[Kykycuk]

Стойки шарнирно к основанию, усилие любого направления можно разложить на 2 перпендикулярных друг другу в плоскостях связей, любой момент разложить на пару сил, в теории все воспринимается связями и никаких диафрагм не нужно. По верху стоят балки, которые передают горизонтальные усилия от верха одной колонны к верху другой и включают ветвь крестовой связи в работу на растяжение. Так ведь?

[Evgeny31]

Квадрат-не "жесткая" фигура. И при не больших боковых усилиях становится ромбом.

[ZVV]

Сообщение от Kykycuk Стойки шарнирно к основанию, усилие любого направления можно разложить на 2 перпендикулярных друг другу в плоскостях связей, любой момент разложить на пару сил, в теории все воспринимается связями и никаких диафрагм не нужно. По верху стоят балки, которые передают горизонтальные усилия от верха одной колонны к верху другой и включают ветвь крестовой связи в работу на растяжение. Так ведь?

Да, я тоже так рассуждаю. Но посмотрите конструкцию типовых четырехгранных башен, на них везде есть горизонтальные связи (диафрагмы).
Моя башня конструктивно похожа на опору под технологические трубопроводы: четыре стойки, связи во всех плоскостях, сверху на стойках установлены балки (траверсы). Так вот, Пособие по проектированию отдельно стоящих опор и эстакад под технологические трубопроводы (к СНиП 2.09.09-85) предписывает в п. 3.16 обеспечивать пространственную жесткость анкерных опор горизонтальными связями в уровня низа траверс и по высоте опор.

Сообщение от Evgeny31 Квадрат-не "жесткая" фигура. И при не больших боковых усилиях становится ромбом.

Почему же не жесткая, жесткость вполне определена параметрами боковых граней башни.

Сообщение от Kykycuk Если по всем четырем граням стоят связи, то мне, например, не понятно зачем нужны горизонтальные диафрагмы

Представь себе коробку от холодильника без верхней и нижней "крышек". Параллелограмм такой. Жесткая фигура разве? Вот и тут так - боковые стороны жесткие, а в целом фигура - нет.

Естественно, что если башня является не параллелограммом, а усеченной пирамидой с большой разницей между размерами оснований, то необходимость в диафрагме спадает. Но чем ближе башня к параллелограмму, тем менее жесткой становится такая пирамида.

[Kykycuk]

Вооот, спасибо за разъяснения. Прошу прощения, если кого-то сбил с толку своими рассуждениями.

[ZVV]

Сообщение от Arikaikai Вот и тут так - боковые стороны жесткие, а в целом фигура - нет.

Что Вы подразумеваете под жесткой и не жесткой фигурой?

[Kykycuk]

Сообщение от ZVV Что Вы подразумеваете под жесткой и не жесткой фигурой?

ничего не ограничивает изменение угла между двумя перпендикулярными плоскостями, если не учитывать жесткость узлов.

[ZVV]

Сообщение от Kykycuk ничего не ограничивает изменение угла между двумя перпендикулярными плоскостями, если не учитывать жесткость узлов.

Как же не ограничивает? а жесткость граней? Постройте модель из шарнирных эл-в в МКЭ программе и увидите, что все перемещения ограничены изгибной жесткостью граней.

[Evgeny31]

Треугольник-жесткая фигура, квадрат-нет. Почитайте для чего нужны горизонтальные связи (или жесткие диски перекрытий) в каркасных зданиях. Суть диафрагмы- та же

Сообщение от ZVV Как же не ограничивает? а жесткость граней? Постройте модель из шарнирных эл-в в МКЭ программе и увидите, что все перемещения ограничены изгибной жесткостью граней.

Вот что я имею ввиду, говоря про жесткие или не жесткие фигуры)

[ZVV]

Сообщение от Evgeny31 Треугольник-жесткая фигура, квадрат-нет. Почитайте для чего нужны горизонтальные связи (или жесткие диски перекрытий) в каркасных зданиях. Суть диафрагмы- та же

Жесткость поперечного сечения сквозного стержня выше при наличии диафрагмы, чем без таковой. Но это не значит, что схема без диафрагм не может существовать, просто она менее жесткая. И скорее всего, в стержне без диафрагм, при значительном соотношении длины к поперечному сечению возможна потеря устойчивости составного стержня по крутильной форме.
Насчет жестких дисков перекрытий. Всегда ли они нужны в каркасных зданиях? Известно, что есть рабочие схемы каркасов и без жестких дисков.

Сообщение от Arikaikai Вот что я имею ввиду, говоря про жесткие или не жесткие фигуры)

Может прокомментируете полученные результаты? На первом рисунке, я так понимаю, расчетные схемы стержней. Трудно представить чем в реальности можно так загрузить стержни. На втором деформированные схемы. SCAD показал страшную картинку с непропорциональными деформациями. Но посмотрите на их абсолютные величины, максимальные перемещения узлов порядка 1..2мм при размерах поперечного сечения 2*2м. На третьем одна из форм колебаний конструкции. Не понятно какой вывод можно из этого сделать.

Во вложении схема башни.

Сообщение от ZVV Жесткость поперечного сечения сквозного стержня выше при наличии диафрагмы, чем без таковой. Но это не значит, что схема без диафрагм не может существовать, просто она менее жесткая.

4 отдельных стержня, жестко защемленные в земле - тоже могут существовать, просто они менее жесткие. Зачем нужны связи?
Не думайте, что я прям с сарказмом, просто пытаюсь донести свою точку зрения немного) Горизонтальные диски - не являются необходимыми, но очень здорово повышают жесткость конструкции при очень малой металлоемкости. Это хорошо обычно. Это как обычные крестовые связи по колоннам в обычном пролете здания. Вроде и без них можно (защемить одну колонну и всё), но с ними проще гораздо и жесткость на порядок выше.

Сообщение от ZVV Может прокомментируете полученные результаты? На первом рисунке, я так понимаю, расчетные схемы стержней

Ага

Сообщение от ZVV Трудно представить чем в реальности можно так загрузить стержни

Да обычный ураганчик какой-нибудь. Там ведь ветер непредсказуем. И в некоторый момент времени пусть ветер давит вот так ^_^

Сообщение от ZVV На втором деформированные схемы. SCAD показал страшную картинку с непропорциональными деформациями

Вот тут не соглашусь. Скад показывает картинки с увеличенными деформациями, но не с непропорциональными. Пропорциональность как раз деформаций на схеме соблюдена. И просто показываю, что при данном загружении одну башню расплющивает, а другой хоть бы хны. И это прям сильно видно. Можете скачать схемку и крутануть множитель отображения деформаций (на картинке =1) или посмотреть цифры (а цифры тут ни о чем, потому как жесткости и нагрузки совершенно случайны взяты).

Сообщение от ZVV Но посмотрите на их абсолютные величины, максимальные перемещения узлов порядка 1..2мм при размерах поперечного сечения 2*2м.

а цифры тут ни о чем, потому как жесткости и нагрузки совершенно случайны взяты. Для большой высокой башни с высокими нагрузками цифры могут быть вполне серьезными. А поперечные диафрагмы способны снизить эти цифры на порядок и даже больше.

Сообщение от ZVV На третьем одна из форм колебаний конструкции

Которую я не смог найти для правой башни. Остальные (изгибные) у башен совпадают и разнятся только частотами.

[Evgeny31]

Вопрос в теме звучал так: "Есть ли необходимость в устройстве горизонтальных диафрагм?"
Ответы от пользователей: "Да, такая необходимость есть."

Ставить или нет диафрагмы, решать Вам.

[Хмурый]

в башнях горизонтальные диафрагмы устанавливаются на расстояниях 1,5... 2,5 габарита поперечного сечения башни
(п. 9.4.12, СП 43.13330.2012 "Сооружения промышленных предприятий")
или
(п. 20.9 СНиП 2.09.03-85 "Сооружения промышленных предприятий")

[ZVV]

Сообщение от Evgeny31 Вопрос в теме звучал так: "Есть ли необходимость в устройстве горизонтальных диафрагм?" Ответы от пользователей: "Да, такая необходимость есть."

Я уже понял, что народ категорически против башни без горизонтальных диафрагм. Это и понятно, нормы предписывают ставить, вариант с диафрагмами лучше во всех смыслах при незначительном повышении металлоемкости.

Спасибо всем участвовавшим в обсуждении.

[a3x]

Имхо, если по каким-то технологическим соображениям невозможно дать связевую диафрагму, то можно попробовать ожесточить поперечное сечение башни в этом месте, сделать рамку с жесткими узлами. У Вас и так узлы обладают какой-то жесткостью, но можно ее целенаправленно увеличить. Диафрагма будет? Наверно, диафрагма... хотя намного более деформативная, чем связь...