[МЕТОД]

Здравствуйте!

Есть опора ЛЭП. Изнутри пояса L160х10 нужно прикрепить раскос L90x6 двумя болтами. По расчету на усилие в раскосе нужны повышенные краевые расстояния - между болтами 2.5d, от болта до края уголка вдоль усилия 2d. Чтобы уголок влез, нужно подрезать перо (а на другом поясе обушок).
См. чертеж.

Вопрос - можно ли так подрезать, чтобы не портить условие "вдоль усилия до края 2d"? Для наглядности справа начертил принципиальную схему.
Ведь получается, что вдоль усилия до края 50 мм (2d) - это при ноле градусов к усилию. А если под углом 5 градусов, то уже будет 47 мм (1.88d). При 10 градусах - 45 мм (1,8d).
10 градусов - величина близкая к 0, а расстояние уже 1.8d - не подходит.

Итак, как можно подрезать, чтобы выполнять условие 2d вдоль усилия и 1.5d поперек (при обрезных кромках)? И даже при 1.2d при прокатных (см. чертеж подрезки L50x5)

[G-E-K]

Имхо, можно. Выкол в уголках происходит по вот такой схеме, обрезанная часть не участвует в работе.

Для успокоения, проверьте уголок на выкол с учетом эксцентриситета по EN 1993-1-8-2009.

[МЕТОД]

G-E-K, выкол уголка это интересно.

Если вернуться в терминологию наших норм, то при расчете болтового соединения на смятие, в зависимости от краевого расстояния вдоль усилия до края элемента, вводится коэффициент условий работы gamma b. В одноболтовом соединении при расстоянии 2d он равен 1, а при 1.8d уже 0,92. При 1,5d уже 0,8. При 1.35d - 0,65.
Не влияет ли эта подрезка на коэффициент gamma b?

[Бармаглотище]

Получающаяся картинка (№2) очень сильно не нравится - что-то в ней "не так".
надо подумать.

В первой картинке все нормально

[G-E-K]

Сообщение от МЕТОД Не влияет ли эта подрезка на коэффициент gamma b?

Не знаю откуда растут ноги у gamma b, возможно учитывается тот же "выкол" (срез), но если бы я так сильно сомневался, то считал бы в запас...

Сообщение от Бармаглотище надо подумать.

Я вот думал... Во второй картинке сечение уголка сильно подрезали, нужно проверить...
Ну и если обратиться к еврокоду, то уголок может вот таким образом срезать, работать обозначенное сечение будет скорей всего на сдвиг, потому несущая способность, как мне кажется, в этом сечении будет относительно мала...

[Бармаглотище]

Ну я пока не готов сказать, что именно и почему мне не нравится в этой картинке.. Но не нравится - однозначно.
Offtop: Твоя схема разрушения ,скорее всего, верна.

[marat.khodzhaiev]

Я думаю, что может отколоться следующим образом (или похоже, так как полка уголка повлияет на это)

Да, возможно, второй болт будет держать, но суть в том, что коефициент gama_b на смятие подбирается в зависимости от худших условий (межосевое расстояние болтов и расстояние до кромки крайнего болта)

[G-E-K]

Болты работают совместно, усилие с эксцентриситетом, потому нет...

[marat.khodzhaiev]

Сообщение от G-E-K Болты работают совместно

Болты работают совместно - это прекрасное допущение. Это произойдет в том случае, если соблюдены необходимые пропорции краевых и межосевых расстояний.

Например, предположим что крайний болт расположен очень близко к торцу элемента (пускай на расстоянии 1.0d). В этом случае усилие смятия будет принимать на себя второй болт и разрушение произойдет, по видимому, по другому, а не так как на предоставленных иллюстрациях.

[Бармаглотище]

Болты надо ставить нормально, а не туда, куда сопля после чиха полетела.

И полку оно ТАК рвать здолбается. зачем разрыв пойдет туда, где ему больше металла рвать? Рвется там, где тонко.. А не там, где толще всего.

[МЕТОД]

В продолжении темы о разрыве приведу несколько картинок из статьи по этой ссылке

Кстати на картинке с моими размерами, если верить что фото не очень искажено, нарушено требование по расстоянию от болта до края вдоль усилия для постоянно растянутых уголков - получилось 26/17=1,53d, вместо 2d по нормам.

Хорошо размышлять о разрушениях, но это не приблизило к пониманию коэффициента gamma b при подрезке уголка.

[МЕТОД]

Кстати, раз уж о разрушении пошел разговор, добавлю. Катались на авто по природе, цепляли носом всякое. Одно из креплений подкрылка разрушилось вот так - см. фото.
Детали конечно пластиковые...

[МЕТОД]

Ну что ж, пришло время сделать так как посоветовал вначале G-E-K.
Проверяю узел по формуле 3.10 раздела 3.10.2 норматива EN 1993-1-8-2009 "Design of steel structures. Design of joints".
Картинку прилагаю.
Получается:
Veff,2,Rd = ( 0.5 * 37kN/cm2 * 2cm2 / 1.25 ) + ( (1/3^0.5) * 25 kN/cm2 * 4.7cm2 / 1) = 97 kN (!)
Это при том, что для этого соединения у меня критерием прочности является прочность соединения на смятие Nbp=116 kN, а усилие в раскосе 111 kN.
Приехали) Не узнал бы - так бы и оставил.
Если поменять 90х6 на 90х7 то получим Veff,2,Rd = 113 kN. Подойдет.

Возможно этот подход решает проблему отсутствия данных про углы и gamma b2 в наших нормах.
Благодарю за помощь в поисках!

...А потом я подумал так. А если бы не было срезано? на картинке справа раскос не режется, т.к. он прилегает сверху на пояс. Посчитаем. Также сделаем расстояние между болтами 2.5d.
Veff,2,Rd = ( 0.5 * 37kN/cm2 * 2cm2 / 1.25 ) + ( (1/3^0.5) * 25 kN/cm2 * 4.6cm2 / 1) = 96kN(!)
А теперь по нашим нормам. Уточню исходные данные: L90x6; C255; 2M24 5.8; краевое расстояние вдоль усилия 2d, между болтами 2.5d. Получаем Nbp=130kN(!)
96/130=> 26% (!!!)
Стоп! Да у меня так все опоры попадают, которые я запроектировал.

Я растерян)

[Бармаглотище]

Сообщение от МЕТОД Стоп! Да у меня так все опоры попадают, которые я запроектировал. Я растерян)

Offtop: Моя бабушка сухари предпочитает сушить в духовке

[МЕТОД]

Offtop: Ну пока наши нормы - ДБНы и СНИПы - сушка откладывается) Важно не говорить советским опорам про EN, а то попадают

[marat.khodzhaiev]

Offtop:

[G-E-K]

Offtop: кат то вы ТС совсем по краю ходите...

[МЕТОД]

Offtop: G-E-K, ну почему же по краю. По нашим нормам - все в порядке. А вообще в опорах приходится ходить по краю, т.к. изделие не легкое и массовое. Заказчик на каждые 10 кг смотрит, которые при множестве опор дают экономический эффект.

[marat.khodzhaiev]

Решил замоделировать данные уголки с разными типами подрезки для определения влияния подрезки на распределение усилий.
При этом меня интересовало не только влияние подрезки со стороны пера. Но и со стороны обушка и случай, когда подрезка выполнена с двух сторон.

Схема 1. Целый уголок


Схема 2. Подрезка, о которой спрашивал МЕТОД


Схема 3. Мой способ подрезки. Его суть изложена на схеме.




И, собственно, расчет.
Выполнен в Autodes Inventor 2017
Элемент - Уголок 90х6
Элемент замоделирован длиной от отверстия к отверстию 2.3 м.
С одной стороны закреплен шарнирно. + С той же стороны запрещено перемещение по Z - что бы исключить геометрическую изменяемость.
Плотность конечноэлементной сетки в зоне отверстия - 1 мм


Нагрузка - 50 кН. Распределение нагрузки по зоне отверстия выполнено по следущему принципу:

[marat.khodzhaiev]

РЕЗУЛЬТАТЫ

I. Уголок без подрезки (полка вверху)



Замечания:
Красным показана область, в которой эквивалентные напряжения больше 250 МПа.
Понятно, что обычный линейный расчет не может показать физические процессы упрочнения стали в зоне контакта с болтом, и в реальности все выглядит немного иначе.
Если у кого-то есть возможность выполнить моделирование задачи с учетом вышеизложенного, было бы интересно посмотреть на результаты и сравнить их моими.

Вывод:
Пиковые эквивалентные напряжения сосредоточены в зоне отверстия и угасают приближаясь к торцу элемента (хотя, у самого торца элемента напряжения незначительно увеличиваются)

[marat.khodzhaiev]

2. Первый способ подрезки

2.1. Уголок подрезан со стороны пера:


2.2. Уголок подрезан со стороны обушка:



2.3. Уголок подрезан с двух сторон:


Вывод. Пиковые напряжения сосредоточены не только в зоне болта, но и грани образованной срезом. Более того, если сталь в зоне отверстия может упрочнитья под действием силы сжатия, в зоне срезов происходит растяжение стали. Таким образом, именно в этих местах может произойти образование трещин, которые пройдут по косой линии от грани реза до отверстия.

Вывод 2. Ситуация незанчительно ухудшилась, когда был подрезан обушок. Более того, когда были подрезаны и перо и обушок, усилия на гранях реза были ниже (видимо, это связано с равномерным распределением растягивающих усилий по подрезанным граням)

[marat.khodzhaiev]

3. Второй способ подрезки

3.1. Уголок подрезан со стороны пера:



3.2. Уголок подрезан со стороны обушка:



3.3. Уголок подрезан со стороны обушка:



Вывод: В целом, ситуация схожа со случаем без подрезки. Усилия сосредоточены у отверстия. У торца составляют около 125 МПа.
Что важно, усилия распределены у торца равномерно, без значительных концентраций, что позволяет предположить возможность адаптации системы при экстремальных нагрузках.


Что скажите? Как вам способ подрезки 2?

[marat.khodzhaiev]

Кстати, во вложении подтвреждение того, что элемент может разрушиться по наклонной трещине при наличии подрезки

[МЕТОД]

Короче) Мысли мыслями, а чертежи сдавать надо)
Пришло время определиться.
Гипотезы следующие.
1. Порывшись в сериях я нашел в исключительных случаях весьма сильную подрезку (расстояние до срезанной кромки 1,14d). Значит иногда можно сильно подрезать.
2. В нормах минимальные краевые расстояния фиксируются под углами к усилию 0 и 90 градусов. Никаких других вариантов нет. Это же касается и расстояния до срезанной кромки, т.к. у нее угол отличен от 0 и 90.
3. Есть предложение Марата подрезать по окружности радиусом 1.2d подвинутую на край уголка.
Выводы.
1. (Придумано) Если усилие в уголке составляет 20% от предельного по прочности (по всем расчетам), то подрезаю по краевому расстоянию до обрезанной кромки 1,2d.
2. (Придумано) Если больше 20%, то принимаю краевое расстояние до обрезанной кромки 1,5d и строю эллипсы или окружности по совокупности краевых расстояний.
3. (Как уверяет Бармаглотище) Болты надо ставить нормально!

Все. Буду делать так пока не узнаю иного. Или пока в СНГ не примут Еврокоды)

[wvovanw]

Сообщение от МЕТОД 1. Порывшись в сериях я нашел в исключительных случаях весьма сильную подрезку (расстояние до срезанной кромки 1,14d). Значит иногда можно сильно подрезать.

а этот элемент по усилиям из серии растянут или сжат?

[marat.khodzhaiev]

Сообщение от МЕТОД 2. (Придумано) Если больше 50%, то принимаю краевое расстояние до обрезанной кромки 1,5d и строю эллипсы или окружности по совокупности краевых расстояний.

Отличное решение, как по мне. Пожалуй, в нем больше физического смысла, чем в том методе, который предложил я. Беру на вооружение.

[МЕТОД]

wvovanw, порылся по серии и нашел, что это раскос на краю траверсы, которая в этой части используется для подвески гирлянд. И усилия там маленькие. Что также и отмечается на расчетном листе - этот элемент туда вообще не попал.
Раз уж начал - решил покопать еще один элемент Р126 по серии 5736. Это раскос подставки под опору L110x8 с усилием +- 13 кН. Крепится 1М24 для унификации с остальными болтами. См. файл. Подрезка выполнена с краевым расстоянием до обреза 1.5d даже при таких маленьких усилиях (сечение подобрано по гибкости). При таком сечении и болте 1М24 прочность соединения на смятие 67 кН, что составляет 13/67=20%.
Пусть будет так. Подправлю в своих выводах соотношение 50/50 на 80/20.

[wvovanw]

МЕТОД, ну если он сжат, то усилие будет от реза, а не на него, возможно поэтому и забили на норму.

----- добавлено через 29 сек. -----
МЕТОД, а что за серия?

[МЕТОД]

wvovanw, там усилия примерно +- 3 кН.
Упомянутые серии такие:

Элемент У802 (опора У330-2) "3.407-100. Том 9. (№3080тм-т9) Типовый проект. Унифицированные стальные нормальные опоры ВЛ 220 и 330 кВ. Рабочие чертежи анкерно-угловых опор ВЛ 330 кВ. Энергосетьпроект. Москва 1973".

Элемент Р126 (опора У110-2) "№5736тм-т3. Типовый проект. Унифицированные стальные опоры ВЛ 35-330 кВ. Рабочие чертежи опор. Энергосетьпроект. Москва 1973"