[egory1]

Привет всем.
Очередной вопрос опытным инженерам форума.
Есть стальной каркас неотапливаемого здания. Стальные колонны на расстоянии 10м друг от друга. На них шарнирно лежит балка (прикручена к столикам болтами). Жесткости колонны и балки одинаковые (пусть будут двутавры 300x300мм и всеми толщинами 16мм).
Объединение колонн с балкой производится на высоте 1.43м от отметки опирания колонн.
Представим что эту конструкцию собрали зимой в -20град, а сейчас лето +30град. Итого имеем перепад в 50град.
Следовательно балка удлинилась на 3мм в каждую сторону. Изгибаясь на 3мм колонна на плече 1,43м имеет напряжения порядка 118Мпа
И это только температура, нормативная.
Конечно болтовые соединения балки и колонны податливые и могут подвинуться на какую то величину.

Вопрос: Как вы учитываете влияние температуры на подобные здания?
Учитываете ли вы температуру как есть, или как то ограниченно?

[ФАХВЕРК]

Сообщение от egory1 Вопрос: Как вы учитываете влияние температуры на подобные здания? Учитываете ли вы температуру как есть, или как то ограниченно?

Ответ: я учитываю ( вернее - не учитываю) температурные воздействия в случаях установленных действующими нормами. Здесь - это ловля блох для научной работы, но не для практического проектирования....

[olegrussia]

Только недавно вставал вопрос. СП "Стальные конструкции" Таблица 44

[Бахил]

Сообщение от egory1 напряжения порядка 118Мпа

3мм = P*l,43^3/EI.
Похоже ты на 3 порядка ошибся. Не МПа, а кПа.

[and.rey]

Про черноту отверстий болтовых соединений совсем не знаем, не?

[olegrussia]

Сообщение от and.rey Про черноту отверстий болтовых соединений совсем не знаем, не?

даже чернота здесь не при чем. Даже если бы по краям 2 фланца стояли как жесткий узел...

да тут даже тема была с полгода назад об этом. У человека были рамные узлы и балка проходила близко к земле. Пришел Бармаглот, рассказал про мягкий грунт и все успокоились)

[RrRR]

Сообщение от Arikaikai да тут даже тема была с полгода назад об этом. У человека были рамные узлы и балка проходила близко к земле. Пришел Бармаглот, рассказал про мягкий грунт и все успокоились)

Следующий вопрос должен быть, а если у Автора слошная плита

RrRR, то она тоже расширяется при нагреве) Хотя если залить плиту в +20, а колонны установить в -20 и очень хорошо забетонировать базы и в эти же -20 воткнуть идеально подогнанную балку с жесткими узлами на ВПБ... Вот тогда да, наверное что-нибудь может и получиться)

[egory1]

Судя по постам выше я могу сделать вывод что никто не прикладывает температуру как нагрузку. А тупо руководствуетесь таблицей 44 СП 16,13330,2011, при определенной длине конструкции добавляете температурные швы.

[ФАХВЕРК]

Сообщение от egory1 Судя по постам выше я могу сделать вывод что никто не прикладывает температуру как нагрузку. А тупо руководствуетесь таблицей 44 СП 16,13330,2011, при определенной длине конструкции добавляете температурные швы.

Абсолютно так.... а у Вас я так понимаю какие-то скрытые опасения что мир проектирования стальных конструкций устроен иначе..... особенно в части температурных нагрузок. Не мучайте себя - расскажите нам об этом....

[egory1]

Сообщение от Бахил 3мм = P*l,43^3/EI. Похоже ты на 3 порядка ошибся. Не МПа, а кПа.

Где я ошибся?



----- добавлено через 50 сек. -----

Сообщение от ФАХВЕРК Абсолютно так.... а у Вас я так понимаю какие-то скрытые опасения что мир проектирования стальных конструкций устроен иначе..... особенно в части температурных нагрузок. Не мучайте себя - расскажите нам об этом....

Нет опасений, меня инетерсует Ваше мнение. Я его понял.

[ФАХВЕРК]

Сообщение от egory1 Где я ошибся?

В научном подходе к решению практической задачи.

----- добавлено через 24 сек. -----
egory1, без обид. Извините за ворчание.

[egory1]

Сообщение от ФАХВЕРК В научном подходе к решению практической задачи. ----- добавлено через 24 сек. ----- egory1, без обид. Извините за ворчание.

Нет проблем. Только скажите куда деваются температурные деформации?
Если можно дайте ссылку на "теорию мягких грунтов" которая позволяет не учитывать температуру.

Сообщение от egory1 Где я ошибся?

там, где верх колонны переместился, а низ - нет и не повернулся никуда. Дайте там не абсолютно жесткое крепление, но упругие связи, пусть и большой жесткости - мегапаскали уйдут очень быстро.

[RrRR]

egory1 , у меня получились такие же цифры как у вас (грубо).
Усилие отгибающиее стойку на 3 мм - 14,2 тс,
Тогда момент в заделке стойки - 20,3 тсм,
Напряжение - 1350 кгс/см2.

Но практика показывает, что реально влияние значительно меньше (вопрос об абсолютной заделке).

а почему Вы прикладываете перемещение балки от температурной деформации в чистом виде вот так в колонну? Это возможно, если балка супержесткая, а колонна супермягкая. Если же их жесткости сопоставимы, то колонна будет сопротивляться этому перемещению и в балке начнет возникать N и перемещение окажется меньше по факту.

[ФАХВЕРК]

Сообщение от egory1 Только скажите куда деваются температурные деформации?

Они никуда не деваются. Их вклад незначителен в общую картину НДС конструкции. Есть ряд допущений которыми мы пренебрегаем.... извините за шаблонный ответ - смотрите учебники по КМ. Порядок других нагрузок более критичен. Не стоит использовать тяжелый инструмент при расчете строительных конструкций - всё должно сводится к работе N/A+M/W с учётом устойчивости.

[egory1]

Сообщение от Arikaikai а почему Вы прикладываете перемещение балки от температурной деформации в чистом виде вот так в колонну? Это возможно, если балка супержесткая, а колонна супермягкая. Если же их жесткости сопоставимы, то колонна будет сопротивляться этому перемещению и в балке начнет возникать N и перемещение окажется меньше по факту.

Вы не правы. Я проверил это на примере. Если отсчитать модель (2 колонны +балка одинаковых сечений), получится примерно тоже самое. Так как изгибная жесткость такого сечения примерно в 200 раз меньше жесткости на сжатие.
От температуры первичны перемещения и уже от них получаем усилия.
Конечно же в балке есть продольная сила, она потому и возникла что колонна сопротивляется деформациям, они и начитает сопротивляться только в том случает если возникают это деформации. Но эти деформации есть и они никуда не денутся. Другой вопрос куда они деваются?
Все сводится к тому что ни "размазываются" по податливым соединениям и податливому грунту.
В итоге все не учитывают температуру в своих расчетах ссылаясь на это.

[Бахил]

Arikaikai, Всё правильно написал. Надо смотреть жёсткости ригеля EA/10 и стойки 3EI/1,43^3. Если они равны, то температурное расширение уменьшится в 2 раза. Но обычно продольная жёсткость на порядок больше изгибной, поэтому уменьшение будет копеечным.

[olegrussia]

egory1, а вы попробуйте посчитать каркас, метров 80 длиной с учетом температуры и сразу станет все понятно. Там моменты чумовые вылезут

[egory1]

Сообщение от olegrussia egory1, а вы попробуйте посчитать каркас, метров 80 длиной с учетом температуры и сразу станет все понятно. Там моменты чумовые вылезут

Конечно вылезут и на мой взгляд это логично. Что станет понятно?
Что балка длиной 80м удлинится на 24мм в каждую сторону?
Или вы посчитаете что колонна сместится на 3см в сторону?
А ну да вы наверное тоже сторонник теории "мягких грунтов"

[Бахил]

Сообщение от egory1 Где я ошибся?

В главном. Не надо считать на температуру, если попадаешь в таблицу. И, самое главное

Сообщение от ФАХВЕРК Не стоит использовать тяжелый инструмент при расчете строительных конструкций

От себя добавлю: эти напряжения рассасываются сами собой.

----- добавлено через ~3 мин. -----

Сообщение от egory1 Конечно вылезут и на мой взгляд это логично.

Поэтому нефига выёживаться, а делить на температурные отсеки согласно СНиП.

[egory1]

Сообщение от Бахил От себя добавлю: эти напряжения рассасываются сами собой.

Да я тоже так считаю. Я же не спорю особо с вашими доводами.
Хотелось бы конечно чтобы про это было где то конкретно написано.

[Бахил]

Если серьёзно, то температура замыкания редко когда превышает 15 гр.
И, конечно, так называемая "конструктивная нелинейность" - податливость узлов. Учесть все нюансы в идеализированной схеме невозможно, хоть какие комплексы не используй. Поэтому в СНиПе и дана соответствующая таблица. Хочешь больше - считай. Но всё равно, в конечном итоге, разрежешь на отсеки.

[olegrussia]

Сообщение от egory1 Хотелось бы конечно чтобы про это было где то конкретно написано.

так в СП про это и написано

[Tamerlan_MZO]

Сообщение от egory1 Судя по постам выше я могу сделать вывод что никто не прикладывает температуру как нагрузку.

Прикладываю для протяжённых линейных сооружений. Пару раз считал для обычных сараев. Ничего там особенного не происходит. Усилия незначительные. Зачастую можно не учитывать.

[ФАХВЕРК]

Сообщение от egory1 Хотелось бы конечно чтобы про это было где то конкретно написано.

В российском СП в отличие от еврокода и анси всего один том на все случаи жизни. Случаев в жизни непредвиденных много. И надо что-то придумывать... так что обо всё не напишешь.

Здание вдоль себя обычно не имеет жестких без колонн, поэтому температурное расширение заставляет колонны поворачиваться относительно своих квазишарниров в базах. Поэтому не рекомендуется ставить слишком много связевых блоков (см. рис.).

А вот поперечное направление гораздо интересней в этом плане. Но если хотите учитывать смещение узла балки от температуры, учитывайте:
1) От 20 кН/м на Вашу балку (с Вашей жесткостью) сближение узлов балки - 0.8 мм.
2) Во время монтажа иногда оказывается, что колонна смонтирована чуточку не там и что вы думаете делают строители? Берут кран/бульдозер/сумоиста-монтажника и тянут верх колонны, чтобы отверстия для болтов колонны дошли до отверстий для болтов балки/фермы.

[olegrussia]

Сообщение от Arikaikai Берут кран/бульдозер/сумоиста-монтажника и тянут верх колонны, чтобы отверстия для болтов колонны дошли до отверстий для болтов балки/фермы.

ага)) Мы монтажками тянули

[Бахил]

Да. И небольшая пластика в узлах всегда имеет быть.

[Ph.D_Steel]

Где я ошибся?

Вы ошиблись в том, что научились считать в компьютерных программах, но не научились анализировать схемы.
1. Пускай будет принята ваша разница температур 50гр и и сечения двутавра 30х30см с полкой и стенкой 1.6см. Геометрические характеристики сечения: площадь F=139 см2 и W=1462 см3. Удлинение от разницы температур (на одну половину схемы) будет: Δl=l*Δt*α=500*50*0.000012=0.3см ( тут вы правы на счет 3мм). А поскольку принят узел шарнирно-неподвижный, то эти 3 мм никуда не денутся, а начнут восприниматься сначала балкой, а потом колонной. Что бы узнать какая сила должна быть, чтобы было вызвано удлинение в 0,3см двутавра сечением 139см2 есть формула P= Δl*E*F/l=0.3*2100*139/500=175т. Теперь собственно вопрос: даже если сечение балки передаст усилие в 175т, то смогут ли сварные швы их передать? Даже если мы наварим швы с катетом 16мм, то их несущая способность около 2т на см погонный=> 175/2(тонны)/2(шва)=43 см должен быть опорный столик. А если учесть, что температуры вы прикладывали к центру сечения, а опирается балка на нижний пояс, то у вас получится еще и внутренняя пара с моментом M=P*0.15 (половина сечения) =175*0,15=26тм, что в свою очередь еще увеличит размеры опорного шва.
2. Не знаю в каком расчетном комплексе вы считали колонну, но бросается в глаза то, что у нее при изгибе( если мы все таки сможем передать горизонтальное перемещение от балки в 3мм) сечение равномерно сжато, а должно, по идее, один пояс сжат, а второй растянут ( мы же передаем в заделку момент)

[Бахил]

Сообщение от Ph.D_Steel P= Δl*E*F/l=0.3*2100*139/500=175т.

Улыбнуло. Это называется ставить телегу впереди лошади.
На самом деле сила на порядок меньше. Читай предыдущие посты.

[Ph.D_Steel]

Бахил Цитата: Сообщение от Ph.D_Steel Посмотреть сообщение P= Δl*E*F/l=0.3*2100*139/500=175т. Улыбнуло. Это называется ставить телегу впереди лошади. На самом деле сила на порядок меньше. Читай предыдущие посты.

Подловил Соглашусь.
Но, если принять, что колонна защемлена на краях, и имеет длину 3м, а нагрузка приходит по средине, то P=192*Δl*E*I(момент инерции)/l(в кубе)=192*0.3*2100*21944/300*300*300=98.3т. Это не на порядок, но все же. Так же я не учел, что в автора темы болты, что тоже даст какую-то подвижку сечения балки в узле до "включения ее в работу"
А возвращаясь к существу вопроса. У вас же не одна балка будет монтироваться зимой, а все конструкции (по условию задачи), то это даст некоторую «раздвижку» всем колоннам, что снивелирует распор от одной балки. А как кто борется с распором это дело каждого. Кто сделает овальные отверстия в балке на опоре (чтобы балки от распора «свободно деформировались», но тогда необходимо как-то решать вопрос со связями или ограничивать конструктивно деформацию в узле), а кто проигнорирует это дело. Каждому решать самому. Хотя эта конкретная задача носит больше теоретический характер, нежели практичный.

[Uzel]

Сообщение от Ph.D_Steel P=192*Δl*E*I(момент инерции)/l(в кубе)=192*0.3*2100*21944/300*300*300=98.3т

Все верно.
Только вместо 192 должно быть 3 и длина не 300 а 143 см.
Результат порядка 14 тс.

[Ph.D_Steel]

to Uzel
Абсолютно согласен с вами, только с одним но. Вы предполагаете, что балка передает распор на консольный стержень, т.е . у вас стержень имеет высоту 1,43( этот случай описан в книге Уманский А. А. «Справочник проектировщика промышленных, жилых и общественных зданий и сооружений. Расчетно-теоретический. 1960 г.»(далее по тексту справочник) на стр.370 случай 1(вверху самый первый). Тогда да, я с вами полностью согласен. А я предположил, что если у автора темы, балка приходит на высоте 1,43 м~ 1,5м и его колонна имеет примерно высоту 3м (нам это неизвестно, т.к. на рисунке не указана верхняя граница колонны) и она защемлена по краях ( опять таки в предположении, что внизу и вверху от рассматриваемой балки у нас рамные узлы), то это уже другой расчетный случай, а именно на стр.387, случай второй сверху (см справочник). Даже если к его колонне (рассматриваемой колонне автора) нагрузка от балки приходит не посредине (возможно эта колонна выше 3м или ниже), тогда это первый (вверху) расчетный случай со стр.387 справочника.
Offtop: PS На прошлой неделе автор создал тему о подходе балки к колонне и спрашивал шарнир или заделка, сегодня уже показал немного схемы. Боюсь даже предположить, что ждет нас на следующей неделе

[egory1]

Сообщение от Ph.D_Steel Вы ошиблись в том, что научились считать в компьютерных программах, но не научились анализировать схемы. 1. Пускай будет принята ваша разница температур 50гр и и сечения двутавра 30х30см с полкой и стенкой 1.6см. Геометрические характеристики сечения: площадь F=139 см2 и W=1462 см3. Удлинение от разницы температур (на одну половину схемы) будет: Δl=l*Δt*α=500*50*0.000012=0.3см ( тут вы правы на счет 3мм). А поскольку принят узел шарнирно-неподвижный, то эти 3 мм никуда не денутся, а начнут восприниматься сначала балкой, а потом колонной. Что бы узнать какая сила должна быть, чтобы было вызвано удлинение в 0,3см двутавра сечением 139см2 есть формула P= Δl*E*F/l=0.3*2100*139/500=175т. Теперь собственно вопрос: даже если сечение балки передаст усилие в 175т, то смогут ли сварные швы их передать? Даже если мы наварим швы с катетом 16мм, то их несущая способность около 2т на см погонный=> 175/2(тонны)/2(шва)=43 см должен быть опорный столик. А если учесть, что температуры вы прикладывали к центру сечения, а опирается балка на нижний пояс, то у вас получится еще и внутренняя пара с моментом M=P*0.15 (половина сечения) =175*0,15=26тм, что в свою очередь еще увеличит размеры опорного шва. 2. Не знаю в каком расчетном комплексе вы считали колонну, но бросается в глаза то, что у нее при изгибе( если мы все таки сможем передать горизонтальное перемещение от балки в 3мм) сечение равномерно сжато, а должно, по идее, один пояс сжат, а второй растянут ( мы же передаем в заделку момент)

1.Что за бред вы насчитали? Сами себе придумали расчетный случай не имеющий ничего общего с тем, что находится в первом посте и пытаетесь размышлять и додумывать.
Похоже вы нашли продольную силу которую нужно приложить балке чтобы она укоротилась на 3мм. Но что общего это имеет с данной моделью?
Ваш пример равносилен тому что балка по краям находится на неподвижных закреплениях и нагреваясь она не удлиняется (хоть и пытается это сделать) она остается своей длины и получает ваши 175т (если закрыть глаза на ошибки цифр в формуле). Реально колонна позволяет частично удлиниться балке, следовательно продольную силу нельзя так считать.
2. На картинке с напряжениями отображены сигма X (X это вдоль колонны) для самой нагруженой фибры, если вам это не удалось понять, извините.