[metallist]

Подскажите, как правильно произвести расчет металлической конструкции на ударное воздействие.
Требуется проверить конструкцию лесов на падение монтируемых элементов здания.

[Клименко Ярослав]

[Denbad]

Меня подобной фигнёй недавно ошарашили, говорят новый норматив на это дело вышел. У кого может электронная версия документа есть? откуда ноги растут? выложите плз.

[str02]

номер говори

[Jeka]

Сообщение от metallist Подскажите, как правильно произвести расчет металлической конструкции на ударное воздействие. Требуется проверить конструкцию лесов на падение монтируемых элементов здания.

Ну самое элементарное вычислить коэф. динамичности от действия падающего груза с высоты по известным формулам, которые есть любой книжке по сопромату. (kд=1+(1+2h*n/f)^1/2)
Ну а затем умножить вес падающей детали на коэф. динамичности и посчитать ваши леса.

[Lub4a]

Меня вот тоже запрягли подобной фигней(((Только груз не падает на леса, А как бы задевает их констркуцией, допустим плитой, при движении крана..Может кто знает...Подскажите...

[Клименко Ярослав]

А если озадачат леса на сейсмику посчитать?
Не обижайтесь, но это какой-то бред, ИМХО.

[Дмитррр]

Нормы... Вот любопытно, старая добрая задачка по физики за 7 класс тут не пременима?
С какой силой долбанёт по полу гиря (или что может упасть), падающая с 4-метровой высоты (или сколько там) имея начальную скорость равную нулю. Пол, думаю, можно абсолютно твёрдым принять...
А найдя эту силу просто приложить её в худшую позицию (узел и/или середина пролёта), как точечную...

[juri18]

Сообщение от Дмитррр Нормы... Вот любопытно, старая добрая задачка по физики за 7 класс тут не пременима? С какой силой долбанёт по полу гиря (или что может упасть), падающая с 4-метровой высоты (или сколько там) имея начальную скорость равную нулю. Пол, думаю, можно абсолютно твёрдым принять...

При абсолютной жёсткости пола и гири усилие будет бесконечно большим.

[Forrest_Gump]

to juri18 - то есть Вы хотите сказать, что независимо от высоты падения гири усилия будут бесконечно большими??? Хотелось бы увидеть выкладки, обосновывающие Ваше утверждение. ИМХО будет глупость.

[T-Yoke]

Сообщение от Дмитррр Нормы... Вот любопытно, старая добрая задачка по физики за 7 класс тут не пременима? С какой силой долбанёт по полу гиря (или что может упасть), падающая с 4-метровой высоты (или сколько там) имея начальную скорость равную нулю. Пол, думаю, можно абсолютно твёрдым принять...

Я конечно в физике 7 класса не силен, но мне кажется, что подсчитав конечную скорость нашей гирьки в момент удара, и предположив что вся она перейдет в потенциальную энергию удара. Все можно выяснить.
В конечном итоге массу гири знаем, начальную скорость знаем (она нулевая). Ускорение свободного падения тоже. Так что сила удара вроде бы должна быть не бесконечная, а довольно таки ощутимая.
И в приемлемых цифрах.

[Jeka]

Сообщение от T-Yoke Я конечно в физике 7 класса не силен, но мне кажется, что подсчитав конечную скорость нашей гирьки в момент удара, и предположив что вся она перейдет в потенциальную энергию удара. Все можно выяснить. В конечном итоге массу гири знаем, начальную скорость знаем (она нулевая). Ускорение свободного падения тоже. Так что сила удара вроде бы должна быть не бесконечная, а довольно таки ощутимая. И в приемлемых цифрах.

Да, вот только если тела абсолютно жесткие, то получаем что время за которое скорость гири изменяется с конечного значения до нуля, равно T=0. Отсюда ускорение бесконечно большое, а, следовательно, и сила инерции массы бесконечна.

Forrest_Gump, выладки посмотрите любой учебник по сопр. материалов, где выводится коэф. динамичности при ударе (формула в посте 5). Там при абсолютной жесткости квазиупругие перемещения f будут равны 0.

Lub4a, чтобы решить любую задачу нада знать конкретно что дано и что нужно определить. А фразы "А как бы задевает их" это неразрешимо.

[T-Yoke]

Сообщение от Jeka Да, вот только если тела абсолютно жесткие, то получаем что время за которое скорость гири изменяется с конечного значения до нуля, равно T=0. Отсюда ускорение бесконечно большое, а, следовательно, и сила инерции массы бесконечна...

Ну есть подвох не спорю, но он кажется из области не школьной физики.
Если вы вспомните про скорость рапространения волны, про её ограничения скоростью света. То бесконечность исчезнет сама собой.
Для примера можно привести задачку про начало движения поезда.
Если не сталкивались с ней напомню, там спрашивалось о разнице скоростей движения собственно вагонов, и скорости с которой добежит момент начала движения до последнего вагона, если зазор в стыках замков 5 мм. Так вот там тоже подвох был в скорости распространения волн в самом вагоне.

[АС_В]

не а ноги-то откуда выросли?

[Denbad]

1. Читать учебник физике всем, кроме juri18, #9 - так и есть. Возникающая сила при торможении груза будет зависеть от жесткости тормозящей конструкции.
Для тех кто не верит: пожарные когда ловят людей прыгающих из окон растягивают мембрану, а не деревянный щит к примеру, видимо не с проста...
2. " Ноги" такого требования растут из см. вложение. Оно 2004г. странно, что требовать начали только недавно. Вариантов несколько: меня не касалось; что-то грохнулось; кому-то нужно "впаривать" специальные конструкции лесов...

[Forrest_Gump]

Не согласен про незнание физики. Ускорение (скорость) тела в момент падения на конструкцию зависит только от высоты падения, начальной скорости и массы тела. Остальными условиями можно пренебречь. Сила удара тела об конструкцию есть произведение ускорения на массу тела. Случай удара деформируемого тела не рассматриваем в силу сложности учета перехода кинетической энергии в потенциальную (энергию деформации).
Применение растянутых мембран позволяет изменить закон действия силы удара во времени - за счет постепенного натяжения мембраны. График сила-время будет иметь уже не вид прямоугольного импульса, а вид треугольного зуба. От жесткости конструкции и будет зависеть форма зуба.
А про случаи с бесконечными жесткостями - это из серии про идеального сферического коня в вакууме.

[Denbad]

(пофлудим) 2 Forrest_Gump
1. Сила деиствия от летящего тела на тормозящую конструкцию зависит от скорости к моменту контакта и никак не зависит от ускорения с которым эта скорость была получена.
2. F = m*a - в этом все сошлись, но "а" в задачке торможения груза это ускорение с которым будет затормаживаться груз.
3. Задачка решается из уравнения: кинетическая энергия летящего груза = потенциальная энергия деформированного препятствия. Учебник по физике за 5-й класс здесь не катит, надо брать постарше...

[vvp]

А задачки в 7 классе про падающие гири решались так:
Е=m*g*h - потенц. энергия на высоте h
Е=m*V^2/2 - кинетическая энергия
В момент падения они равны:
m*g*h=m*V^2/2
Т.е. масса тела не имеет значение )).
Типа вакуум.

[Denbad]

to vvp
Поздравляю с открытием, потенциальная энергия переходит в кенетическую полностью и вне зависимости от массы тела. Дык, закон сохранения энергии. Маленькое огорчение, этот закон очень давно уже известен, и вакуум не причем...

[vvp]

Смысл в том, что скорость не зависит от массы

[Denbad]

А значение кинетической энергии зависит, и следовательно сила удара.

[vvp]

Конечно

[Perezz!!]

Ребята, что-то вы совсем с физикой ослабли.
К моменту удара об конструкции тело будет обладать запасом кинетической энергии (можно подсчитать какой). Если после удара оно остановится (условие "заденет" неточное) то всю эту энергию должны будут погасить конструкции. Тогда часть энергии уйдёт на деформацию (разрушение) конструкций и тела, часть уйдёт в тепло, часть в кинетическую энергию конструкций (часть их может сдвинуться, прийти в движение).

Что касается бесконечно большой силы при абсолютно жестких конструкциях - это бесконечно верно
F=ma. Если груз тормозится мгновенно, ускорение и возникающее в месте контакта усилие будет бесконечным.
Естественно, это допущение противоречит теории Эйнштейна, согласно которой максимальная достижимая скорость распространения любого взаимодействия - скорость света. Но те кто про это пишет должны знать что в квантовой механике этот постулат грубо говоря невыполняется (Эйнштейн ошибался) - состояние атомов, их частиц и квазичастиц меняется со сверхсветовыми скоростями (мгновенно и быстрее чем мгновенно). Чтобы попытаться описать явления в квантовой механике доступными нам (не всем, правда) понятиями, без разрушения привычных представлений (типа того что следствие не может предшествовать причине) вводят дополнительное понятие квантования пространства-времени. Тогда при выполнении ряда сложно представляемых условий и понятий теория Эйнштейна и привычные нам описания со скрипом работают.
Возвращаясь к нашему вопросу, если конечное, вполне определенное значение кинетической энергии, конструкции должны погасить мгновенно - для этого они должны выдержать бесконечно большие усилия.
Хороший пример с пожарными ловящими людей на упругий батут. Спортсмены тоже не прыгают в бассейн, если он не наполнен водой - бетон гораздо лучше "останавливает" летящее тело человека. Автоконструкторы стараются делать кузова более пластичными, чтобы время столкновения было как можно больше, более хрупкими, чтобы как можно больше энергии удара рассеивалось на разрушение - чем сильнее ломается конструкция тем в большей безопасности человек. Если сделать раму кузова и бампера из двутавровых балок, выжить будет сложно даже при ударе с 20км/ч. Конструкции рассчитанные на удар надо делать "вязкими".
Так что задачка с падением груза весьма и весьма нетривиальная. Немец Юра правильно заметил. Но можно её упростить - ввести какие-то ограничения. Наверное есть и методы.

[Denbad]

Пытаюсь найти ответ на вопрос.
Задачка: груз врезается в конец консоли (стойка ограждения) перпендикулярно ей. Найти силу возникающую в консоли в процессе торможения груза. Допущения: потери механической энергии = 0, консоль невесомая, линейно изгибается в любом диапазоне подобно пружине.
Данные:
m = 500 кг - масса груза
V = 50 см/сек - скорость груза
L = 200 см - длина консоли
E = 2*10^6 кг/см2 - модуль стали
I = 2690 см4 - двутавр 20Ш1

Формулы:

Кинетическая энергия груза:
Wk = m*V^2/2 (1)
m - масса груза, V - скорость груза

Потенциальная энергия деформации пружины:
Wp = k * S^2/2 (2)
k - жесткость пружины, S - сжатие пружины

Прогиб консоли:
S = (F*L^3)/(3*E*I) (3)

Расчет:

Прогиб консоли от F1 = 1кг:
S1 = (1*200^3)/(3*2*10^6*2690) = 5*10^-4 см

Жесткость консоли:
k = F1 / S1 = 2000 кг/см

Приравняем энергии и вычислим S:
m*V^2/2 = k * S^2/2 - >
S = кв. корень из (m*V^2 / k) = (500*50^2/2000)^1/2 = 25см - конечный прогиб консоли

Зная прогиб консоли найдем силу
(3) - > F = ( 3*S*E*I ) / L^3 = 3*25*2*10^6*2690 / 200^3 = 50438 кг

Выводы:
1.
2. Может я чё нетак посчитал, кто знает физику лучше 7-го класса поправляйте,... вот я не врубился в размерности энергий, в кинетической есть секунды, в потенциальной нет, то ли шуры-муры с Ньютонами-Килограммами, то ли не те формулы
3. Картину искажают допущения и надо задачку считать с учетом всех потерь и нелинеек, но это офигеть...

[Jeka]

Denbad, Н=кг*м/с^2

Ну формула должна получится такой F=(3*E*I*m*V^2/L^3)^1/2.
F=(3*2*10^11*2690*10^-8*500*0.5^2/2^3)^1/2=15880 (Н) = 15,88(кН)~1618кгс

[Denbad]

Сообщение от Jeka Denbad, Н=кг*м/с^2 Ну формула должна получится такой F=(3*E*I*m*V^2/L^3)^1/2. F=(3*2*10^11*2690*10^-8*500*0.5^2/2^3)^1/2=15880 (Н) = 15,88(кН)~1618кгс

Твой результат "красивее",...

Теперь всё на местах: если считать в "Н, м", массу в "кг", то "F" получается в "H".
Тогда в #24: S = 0.008м = 0.8см, F = 1614 кг.

[мозголом из Самары]

Остается один выход, обложить все метровым слоем минваты

[Denbad]

Сообщение от мозголом из Самары Остается один выход, обложить все метровым слоем минваты

А посчитать слабо!

[juri18]

Сообщение от Denbad А посчитать слабо!

Боюсь, что никаких упругих деформаций лесов не хватит, чтобы остановить падение серьёзной конструкции.
Для использования в расчётах пластических деформаций без полного разружения лесов, я бы рекомендовал лучше провести испытания, так как форма деформаций и разрушений не вполне предсказуема.

[Denbad]

1. Про падение конструкций речь не идет, понятно, что сорвавшуюся из вертикального положения колонну надо будет искать в подвале.
2. Во вложении #15 обозначено требование удержания перемещаемой краном конструкции в заданном периметре и в конкретных условиях,
цитата: "Подаваемый груз за 7 м от защитного ограждения должен быть опущен на высоту 0,5 м от монтажного горизонта (или препятствий, встречающихся на пути), успокоен от раскачивания и на минимальной скорости с удерживанием от разворота оттяжками должен перемещаться к наружной стене с защитным ограждением...."
3. Технические мероприятия вопросов безопасности часто назначаются по принципу "хуже не будет", а надежность определяется коэффициентом к расчёту 1.2 - мало, а вот 2.1 - нормально. Против дурака защиты нет, есть только утешение в виде попытки исключить возможный негатив (например строительная каска). Если оценить результаты задачки из #24-#26: прогиб стойки 8мм, M/W = 1160кг/см2, как резюме - стойка слишком жесткая.