[Publipor]

Здравствуйте господа.
Помогите разобраться начинающему конструктору в вопросе определения схемы закрепления конструкции (особенно интересует именно металлических конструкций).
После выпуска с университета, озадачил себя вопросом, как правильно понять по какой схеме закреплена строительная конструкция. С правил сопромата и буд. меха, я понимаю отличия между шарнирным и жестким узлом. Но на реальных примерах сложно определить по какой схеме закреплен узел. Может есть какая-то литература, которая разбирает детально схему закрепления исходя из реальных примеров.
Заранее огромное спасибо.

[gorbun]

Если узел держит момент - он жесткий.
Если момент не держит, но поперечную силу воспринимает - шарнирный

[kopekopa]

Сообщение от gorbun держит

Сообщение от gorbun не держит

А тут? (допустим, швы "держат")

[IBZ]

Сообщение от kopekopa А тут? (допустим, швы "держат")

Жесткий.

[Ansair]

Сообщение от kopekopa А тут? (допустим, швы "держат")

Пока пластина воспринимает напряжения от момента жесткий
Как только напряжения в пластинке превысили расчетное сопротивление тут уже сложности
Напряжения вроде одни а деформации растут и растут..
Шарнир пластический

[kopekopa]

Сообщение от IBZ Жесткий

Я всегда думал, что жесткий узел = стремящийся к нулю поворот.
Положим, это был двутавр. См. картинку. Теперь более жесткий?

[IBZ]

Сообщение от kopekopa Я всегда думал, что жесткий узел = стремящийся к нулю поворот.

Жестким промежуточным (внеопорным) узлом считается узел, все элементы которого не имеют поворота относительно друг друга. Точнее некий поворот есть всегда, но он пренебрежимо мал. Сам же узел в целом может иметь вполне ощутимый поворот.

Сообщение от Ansair Пока пластина воспринимает напряжения от момента жесткий Как только напряжения в пластинке превысили расчетное сопротивление тут уже сложности Напряжения вроде одни а деформации растут и растут.. Шарнир пластический

Таких "мутных" узлов я бы посоветовал, по возможности, всячески избегать.

[Дмитррр]

Условно универсальное правило:
1. Предполагаешь, что жесткий.
2. Считаешь по принятой расчётной схеме, какие моменты получаются в этом узле.
3. Если не только швы, но и пластины и те элементы, к которым приварены эти пластины выдерживает эти моменты, не переходя в за пределы предела упругости (а так же сами стержни проходит и по первой и по второй группе предельных состояний), то всё хорошо, оставляй, как есть.
4. Если пластина или швы не выдерживают, то есть 2 варианта:
4.1. Увеличивая размеры пластины, швов, сечения опорных стержней пока не станет проходить на все нагрузки.
4.2. Прими, что этот узел шарнир и рассчитывай его только на поперечную и продольную силы, но не на момент. Разумеется, всё расчётную схему надо будет изменить и пересчитать.

Тут надо понимать, что шарнир в таких узлах понятие весьма условное и шарниром его можно считать только при очень малых углах поворота. Ибо если превысить углы поворота, то такие условные шарниры начнут деформироваться или рваться.

[Ansair]

Сообщение от IBZ Таких "мутных" узлов я бы посоветовал, по возможности, всячески избегать.

Придерживаюсь такого же мнения, сам бы такое закладывать не стал.

Сообщение от Дмитррр 4.2. Прими, что этот узел шарнир и рассчитывай его только на поперечную силу, но не на момент. Разумеется, всё расчётную схему надо будет изменить и пересчитать.

Не всякий узел который не получился жестким можно обозвать шарнирным и считать только на поперечную силу.

[Дмитррр]

Сообщение от Ansair Не всякий узел который не получился жестким можно обозвать шарнирным и считать только на поперечную силу.

Не всякий. Всегда надо голову включать.
Примеры наоборот тоже есть. Есть такие узлы, которые изначально нельзя жёсткими принимать, хотя по расчёту они могут "пройти" в качестве жёстких. Классический пример - защемление в кирпичную стену.

[РастОК]

Вообще конечно все эти бесконечные споры и темы насчёт шарнирности узлов уже малость утомили. Как мне видится - есть чистый шарнир (ну там узел на болтах), жёсткий узел и бесконечное множество градаций жёсткости узлов, которые могут быть ближе к шарнирным или ближе к жёстким. Вот эта градация жесткостей и вызывает вечные споры. Странно, что нет единой методики определения жёсткости узла в этой градации...

[Ansair]

Сообщение от Дмитррр Не всякий. Всегда надо голову включать.

На это можно лишь уповать
Вообще после института понимание что есть жесткая заделка что есть шарнир в реальности, не самая простая задача
тут всегда стоит уточнять мне кажется, а то примут за чистую монету и узел "УСН" на "поперечку" посчитают

----- добавлено через ~7 мин. -----

Сообщение от РастОК Странно, что нет единой методики определения жёсткости узла в этой градации...

Все что не шарнир и не жесткий(условно) есть податливый.
А реальную работу податливого узла нужно лишь учесть (был бы надежный инструмент)
и никакие градации не нужны

[Дмитррр]

Сообщение от kopekopa А тут? (допустим, швы "держат")

Кстати в жесткости и вообще верности этого узла я весьма не уверен.
При жёстких узлах моменты у опоры и в центр пролёта обычно одного порядка.
Но при этом узловая пластина выдержит на порядок меньший момент, чем сама балка (двутавр или швеллер или что там имелось в виду). Значит или балка имеет существенно завышенное сечение, или узел слишком хлипкий, чтобы быть жёстким. Если забыть проверить пластину, она может деформироваться так, что эпюра моментов в балка станет ближе к шарнирному опиранию.

Сообщение от РастОК Как мне видится - есть чистый шарнир (ну там узел на болтах), жёсткий узел и бесконечное множество градаций жёсткости узлов, которые могут быть ближе к шарнирным или ближе к жёстким.

Вот именно. Только даже на болтах почти всегда не очень-то чистый шарнир. Особенно если они затянуты и их несколько. Чистые шарниры - это или свободное опирание, или что-то на осях (ну или на одном болте без силы трения)

[fktstv]

Сообщение от РастОК Странно, что нет единой методики определения жёсткости узла в этой градации...

Это у нас нет. У буржуинов, я так понимаю, этому служит раздел 5.2.2 EN 1993-1-8

[Бахил]

EI примыкания >= 0.9 EI элемента жёсткий, иначе шарнирный по нашим нормам.

[gorbun]

Сообщение от Бахил EI примыкания >= 0.9 EI элемента жёсткий, иначе шарнирный по нашим нормам.

А можно рукой махнуть что за норма?

[Pill]

Сообщение от IBZ Жесткий.

Шарнирный. Момент только от эксцентриситета воспринимать должен.

[IBZ]

Сообщение от Pill Шарнирный. Момент только от эксцентриситета воспринимать должен.

Это кому узел задолжал ? Все конструкции работают в независимости от нашего представления о сим предмете, а что касается обсуждаемого узла, то он либо жесткий (прочность всех элементов и соединений обеспечена), либо откровенно аварийный .

[Pill]

Сообщение от IBZ Все конструкции работают в независимости от нашего представления о сим предмете, а что касается обсуждаемого узла, то он либо жесткий (прочность всех элементов и соединений обеспечена), либо откровенно аварийный

Как запроектируем, так и работает. Почему аварийный-то?

[IBZ]

Сообщение от Pill Как запроектируем, так и работает. Почему аварийный-то?

Ну-ну . Вот запроектировали, предположим узел как в сообщении 3 и начинаем нагружать ригель. Пусть, например, слабым звеном являются угловые швы. Пока они держат момент узел работает как жесткий. Как они нести перестают, так и происходит разрушение, поскольку вся пластика в шве уже выбрана. То есть узел имеет 2 состояния: жесткая передача момента на колонну и "бах" и никакого тебе промежуточного состояния в виде шарнира. Потому и аварийный.

[ZVV]

Сообщение от IBZ Вот запроектировали, предположим узел как в сообщении 3 и начинаем нагружать ригель. Пусть, например, слабым звеном являются угловые швы. Пока они держат момент узел работает как жесткий. Как они нести перестают, так и происходит разрушение, поскольку вся пластика в шве уже выбрана.

А если сделать накладки с двух сторон стенки и катет швов назначить равным толщине стенки, тогда слабым звеном будет стенка балки. В ней разовьются пластические деформации и опорное сечение балки провернется, сбросив момент и заработав близко к шарнирной схеме опирания. Так можно проектировать?

[IBZ]

Сообщение от ZVV В ней разовьются пластические деформации и опорное сечение балки провернется, сбросив момент и заработав близко к шарнирной схеме опирания. Так можно проектировать?

Стенка двутавра 30Б2 284х5,5 из стали С245 до начала развития пластики возьмет на себя момент M=2450*28,4^2*0.55/6=181140 (кг*см)~1.81 (тм) . Этот момент уже никуда не денется, более того, его значение увеличится до M=1,47*1.81=2.66 (тм), правда с повышенным углом поворота. Вот после этого момент расти уже не будет, но и шарниром это уже никак не назовешь. Я бы рекомендовал всячески избегать таких "мутных" узлов.

[Pill]

Сообщение от IBZ Пока они держат момент

Они - это кто? (:
Я так понимаю, что Вы ведёте к тому, что всё что построено с пластическими шарнирами нужно срочно демонтировать?

[РастОК]

Сообщение от Pill Они - это кто? (: Я так понимаю, что Вы ведёте к тому, что всё что построено с пластическими шарнирами нужно срочно демонтировать?

Они - это узлы. Он ведёт к тому, что нельзя проектировать жёсткие узлы, надеясь на то, что после исчерпания несущей способности узла он перейдёт в пластический шарнир, а не просто рухнет.

[vedinzhener]

Сообщение от РастОК Он ведёт к тому, что нельзя проектировать жёсткие узлы, надеясь на то, что после исчерпания несущей способности узла он перейдёт в пластический шарнир, а не просто рухнет.

смотря что за узел, представленный узел "рыбка" да рухнет, а вот к примеру стандартный серийный на фланцах с опорным столиком коей держит опорную реакцию перейдет в пластику и даже может стать чисто шарнирным и ни чего не рухнет, если балка выдержит момент в пролете по шарнирной схеме, но не проходила скажем по прогибам и провиснет просто.

[IBZ]

Сообщение от Pill Они - это кто? (:

Вы сообщения на каком языке читаете? Я вот пишу на русском:

Сообщение от IBZ Пусть, например, слабым звеном являются угловые швы. Пока они держат момент

Сообщение от Pill Я так понимаю, что Вы ведёте к тому, что всё что построено с пластическими шарнирами нужно срочно демонтировать?

Я веду к тому, что пластический шарнир нужно делать правильно - проектировать узлы так, чтобы в качестве пластического шарнира выступала полоса, изгибаемая в плоскости меньшей жесткости. Вот она до развития полной пластики воспримет момент пренебрежимо малый. Советую почитать труды Троицкого по этому поводу.

[ZVV]

Сообщение от IBZ Стенка двутавра 30Б2 284х5,5 из стали С245 до начала развития пластики возьмет на себя момент M=2450*28,4^2*0.55/6=181140 (кг*см)~1.81 (тм) . Этот момент уже никуда не денется, более того, его значение увеличится до M=1,47*1.81=2.66 (тм), правда с повышенным углом поворота. Вот после этого момент расти уже не будет, но и шарниром это уже никак не назовешь. Я бы рекомендовал всячески избегать таких "мутных" узлов.

Швы двух накладок по стенке с катетом 5 мм не несут даже упругий предельный момент. Странно. Надо перечитать Троицкого, как у него швы в таких узлах считаются.

Сообщение от IBZ Я веду к тому, что пластический шарнир нужно делать правильно - проектировать узлы так, чтобы в качестве пластического шарнира выступала полоса, изгибаемая в плоскости меньшей жесткости. Вот она до развития полной пластики воспримет момент пренебрежимо малый. Советую почитать труды Троицкого по этому поводу.

Так узлы с приваренными накладками по стенкам (узлы УНС), Троицкий и исследовал, и у него всё несло. После чего узлы попали в серию.

[IBZ]

Сообщение от ZVV Троицкий и исследовал, и у него всё несло.

А можно эскиз этого узелка с размерами или ссылку на конкретный узел серии?

[Бахил]

Момент в узле зависит не от прочности, а от жёсткости. Если обеспечено только примыкание стенки, то и момент будет исключительно со стенки. Хоть какие накладки ставь.

[ZVV]

Сообщение от IBZ А можно эскиз этого узелка с размерами или ссылку на конкретный узел серии?

Узел № 45 серии 1.400-10/76:

Для двутавра № 30. Высота стенки до начала скруглений 252 мм, толщина 6,5 мм. Предельный упругий момент стенки (0,65*25,2^2/6)*240=16511 Н*м. По стенкам две накладки 8 мм высотой 230 мм, приваренные швом катетом 8 мм. Момент сопротивления швов 0,7*0,8*2*22^2/6=90 см^3. Напряжения в швах от момента 15611/90=173 МПа. Почти предельные 180 МПа, а ведь еще пластика стенки. Плюс дополнительные напряжения от поперечной силы.

Сообщение от Бахил Момент в узле зависит не от прочности, а от жёсткости. Если обеспечено только примыкание стенки, то и момент будет исключительно со стенки. Хоть какие накладки ставь.

Как определить величину момента со стенки?

[Verloc]

Сообщение от ZVV Как определить величину момента со стенки?

В модели задать промежуточный элемент между балкой и колонной с геометрией накладки как вариант.

[Бахил]

Сообщение от ZVV Как определить величину момента со стенки?

Полный момент минус момент в полках.

[ZVV]

Сообщение от Verloc В модели задать промежуточный элемент между балкой и колонной с геометрией накладки как вариант.

Делал такую модель. Для расчета взял узел как для двутавра №30 по серии, только заменил двутавр на эквивалентный сварной (высота 300 мм, ширина полок 135мм, толщина полок 10 мм, толщина стенки 6 мм). Момент сопротивления двутавра 452 см^3. Тогда предельный момент для стали С255: 452*240=108480 Н*м. Рассматривалась балка пролетом 6 м. Если считать балку шарнирно опертой (как то предполагает серия, отнеся узел к шарнирным), то предельная распределенная нагрузка 8*108480/6^2=24106 Н/м.
Для проверки того, произойдет ли сбрасывание опорного момента в защемленной балке за счет приопорного участка меньшей жесткости, равной жесткости накладок, создана оболочками расчетная модель балки с опорным узлом. Накладки задавались как единая пластина равная по толщине сумме толщин накладок. С одной стороны накладки, узлы объединялись с помощью абсолютно твердого тела, в мастер-узле которого запрещен поворот и вертикальные перемещения. С другой стороны накладки, узлы накладки соединялись с узлами стенки балки с помощью объединения перемещения, моделируя сварные швы накладок со стенкой.

Балка загружалась предельной равномерно распределенной нагрузкой для шарнирно опертой балки 24106 Н/м. Деформации балки и узла:

Если считать жестко защемленную балку постоянного сечения, нагруженную равномерно распределенной нагрузкой, то по известным из сопромата формулам опорные моменты равны 24106*6^2/12=72318 Н*м, пролетный момент равен 24106*6^2/24=36159 Н*м. В модели из оболочек с опорным узлом на накладках опорный момент равен 60100 Н*м (83 % от 72318 Н*м), момент в пролете 48300 Н*м (133 % от 36159 Н*м). Если считать стержнями, опорный и пролетный моменты равны 65000 Н*м и 42000 Н*м соответственно. Как видно, приопорный участок меньшего сечения не сильно сбрасывает момент в защемленной балке, если делать расчет в упругой постановке. Напряжения в сварных швах приварки накладок к стенке балки 60100/90=668 МПа, что значительно больше предельных.

Сообщение от Бахил Полный момент минус момент в полках.

Мы приблизительно так и считали в постах № 22 и № 30.

[Verloc]

Для полноты работы системы, я обычно еще и колонны сбоков приделываю. Когда пластинами моделирую, когда профилями.

[seregaxxl]

Привет чуваки Вы всё правильно пишете, но еще больше запутываете новичка В общем суть такова: жёстких узлов в природе мало, и их нужно специально делать, а вот шарнирные получаются сами собой. Это такие узлы где поворот возможен по вашему мнению. Какой узел принять? По наихудшему варианту, но если вам нужен жёсткий (не типа жёсткий, "да ладно итак сойдёт", а жёсткий), то его придётся изобретать специально. Сварка - это условно-жёсткий узел. Короче, схема Дмитрия актуальна
Просили книгу? Так вот...а именно страница 54. https://dwg.ru/lib/3771

[eilukha]

Сообщение от ZVV Миниатюры

- без учёта пластики не имеет смыла. А с учётом пластики нужна оценка её величины, для оценки прочности стыка. Нет смысла говорить о напряжениях, т. к. он не превышают Ry. Тут деформационный расчёт по сути нужен, аналогичный НДМ в ЖБК.

[ZVV]

Сообщение от eilukha - без учёта пластики не имеет смыла.

Смысл есть, но для того, чтобы понять в чем он, нужно смотреть не только последнее сообщение, а весь последний виток дискуссии, начиная с поста № 21.
Рассматривался сварной узел с накладками по стенкам (УНС) и проверялась гипотеза о том, что в таком узле, при примыкании балки к полке колонны можно обеспечить податливость узла за счет пластических деформаций только в стенке балки. При этом, чтобы напряжения в угловых швах приварки накладок к стенке балки не превышали расчетного сопротивления швов. По данным, представленным в ходе дискуссии видно, что такой вариант работы узла в общем случае невозможен и напряжения в сварных швах приварки накладок будут выше расчетного сопротивления швов. Получается, несущую способность такого узла нельзя посчитать, используя только проверки из СП 16.

Учитывая, что по проектированию и исследованию действительной работы таких узлов есть замечательные исследования Троицкого П.Н., обсуждение в теме может со стороны показаться попыткой заново изобрести велосипед. Но когда проделываешь расчеты своими руками на конкретных примерах, оно как-то лучше доходит.

[eilukha]

Сообщение от ZVV исследования Троицкого

- там, если не ошибаюсь, рассматривается пластика только в сварных швах. Этого достаточно, если балка относительно высокая. А если варить, например, прогон покрытия, то без учёта пластики в фасонке узел не прокатит, т. к. повороты большие опорных сечений.

[Старый Дилетант]

Сообщение от eilukha там, если не ошибаюсь, рассматривается пластика только в сварных швах.

Ошибаетесь - в стенке балки тоже, по крайней мере касаемо УНС (если я не ошибаюсь)

[ZVV]

Сообщение от eilukha - там, если не ошибаюсь, рассматривается пластика только в сварных швах.

Недавно это обсуждалось на форуме, но лучше смотреть первоисточник целиком.

[Pill]

Сообщение от IBZ Советую почитать труды Троицкого по этому поводу.

Читал. Поэтому узлы сварные на накладках не пугают.

Сообщение от Старый Дилетант Ошибаетесь - в стенке балки тоже, по крайней мере касаемо УНС (если я не ошибаюсь)

Да там всё работает. Если швы прочнее, чем стенка балки, то "пластика" в стенке. Если нет, то работают швы и планки. ЕМНИП.