[Net]

Подскажите пожалуйста, как определить устойчивость изгибаемой металлической балки с учётом закручивания вокруг своей оси (нагрузка приложена с одной стороны)- верхних пояс не раскреплён?

[str02]

5.15. Расчет на устойчивость балок двутаврового сечения, изгибаемых в плоскости стенки и удовлетворяющих требованиям пп. 5.12 и 5.14*, следует выполнять по формуле....
СНиП II-23-81*
Если я правильно понимаю о чем речь.

[wjea]

Net
На сайте в нормативах, выложена вся справочная и подсобная литература по стальным конструкциям, которая нам нужна для повседневных расчётов, и английских авторов и отечественных. Скачайте всё, там Вы найдёте примеры и указания почти на все случаи жизни. Ну что Вам от того, что кто-то будет пересказывать своими словами, то ,что не требует опыта, а просто написано в формулах.

[dermoon]

С учетом кручения, ясно было сказано. По СНиПу и по новому СП 53-102-2004 - никак, поскольку эти нормативы кручения не предусматривают. У меня один раз был такой случай, я задавал балку, как пластинчатая конструкция, считал МКЭ Ansys-ом, пиратским, конечно.

[Billy]

Если исключить научные монографии, то подход ув. Dermoona практически единственный, но можно считать и по Лире.

[Net]

В том то и дело, что СНиПовского подхода не удалось найти, сойдут и научные монографии. Была попытка расчитать в Лире по деформированной схеме, но верно ли это? Хоть какая-нибуть литература нужна для проверки и чтобы показать руководству. Встречалась только Власовская теория потери устойчивости по изгибно-крутильной форме, но только для центрально-сжатых стержней. Конечно, глубоко не было времени копнуть.
Была надежда, что кто-то сталкивался и натолкнёт на мысль или на литературу.

[Николай Баглаев]

Такая задача может быть решена в MicroFe.
Но при этом балку нужно моделировать оболочечными элементами. Сомневаюсь, что Лира данную задачу решит.

[Колян]

вроде можно в SCADe..

[Дмитрий]

Net
Так ли существенно закручивание от "приложения нагрузки с одной стороны"? Может, достаточно проверить устойчивость плоской формы изгиба по СНиПу?
Вроде такие вещи сплошь и рядом, но никто особо не заморачивается...

Кстати, проверка устойчивости плоской формы изгиба в СНиПе основана на теории Власова - рассматривается именно крутильная форма потери устойчивости...

В ЛИРЕ и СКАДЕ оболочечные КЭ имеют только 5 степеней свободы в узле (нет 6-й - поворота в своей плоскости), а в MicroFE, как отметил Николай Баглаев, элементы оболочки имеют все 6 степеней свободы. Так что, вероятно, там такая задачка может быть решена корректнее....

[Billy]

В ЛИРЕ все оболочечные КЭ (КЭ41, 42, 44) имеют 6 степеней свободы, иначе трудно было бы участвовать в экспертизе устойчивости купола аквапарка.

[Net]

Сообщение от Дмитрий Net Так ли существенно закручивание от "приложения нагрузки с одной стороны"?

Нагрузка вообще не сущственна (96 кг/м к полке с одной стороны). Существеннен пролёт- 9 метров нераскреплённой балки. По всем СНиповским расчётам проходит, например, 20 двутавр. Руководство говорит, что на 9 метров высота конструктивно должна быть минимум 1/30 от 9м=300мм -это чтобы балка сама себя несла. Первый раз сталкиваюсь- ничего в этом не смыслю.
Думаю, что при кручении меняется угол и все характеристики сечения в вертикальной плосткости, поэтому если посчитать угол закручивания и для данного сечения проверить прочность и прогибы по деформированной схеме, то всё ок. Но так ли это?

[Billy]

Сложность ситуации в том, что считать надо именно на устойчивость. Именно это я имел ввиду. Потеря плоской формы изгиба это потеря устойчивости, и именно ее мы не можем оценить. Крутящий момент может спровоцировать потерю устойчивости раньше чем по СНиПу в просто длинных изгибаемых балках. А напряжения можно по разному проверить. Если по деформированной схеме то это всегда лучший но не обязательный вариант.

[Дмитрий]

Net
Сдается мне, что Вы всеж-таки переусложняете, ибо в такой постановке задачка действительно нетривиальна...

Billy
В руководстве к ЛИРЕ действительно написано, что в узле оболочки все шесть степеней свободы, но это не совсем так (или совсем не так) :wink:
Знающие товарищи поймут, о чем речь...
К примеру, простенький тест: возмем прямоугольный КЭ оболочки, защемим один его узел, а к противоположному (по диагонали) приложим силу в плоскости пластины (вызывающую кручение). ЛИРА на этой задачке заваливается ("геометрически изменяемая система!"), т.к. пластина не способна воспринять поворот в защемленном узле (т.к. фактически просто нет такой степени свободы, хотя я якобы защемил поворот UZ). Вот и все...
Микрофия с такой задачкой расправилась с полпинка :wink:
[ATTACH]1112206734.gif[/ATTACH]

[Billy]

Дмитрий

Да действительно, фактически защемление не ощущается, наверное осталось в Руководстве. Спасибо.

[dermoon]

Сообщение от Дмитрий Кстати, проверка устойчивости плоской формы изгиба в СНиПе основана на теории Власова - рассматривается именно крутильная форма потери устойчивости...

Эта именно сама форма потери устойчивости (балка начинает выкручиваться) при определенном плоском моменте, но принудительный (внешний) крутящий момент не рассматривается. В стандартных перекрытиях-покрытиях с раскреплением балок этот момент легко погасить дополнительными жесткими распорками, но вот когда встречается голая балка, посчитать действительно сложно.

[SV]

По адресу http://dwg.ru/norm/index.php?id=62
выложена книга "Металлические конструкции производственных и сельскохозяйственных зданий". На стр.245-248 приведен расчет устойчивости балок при действии крутящего момента от одностороннего нагружения нижнего пояса двутавра.

[Net]

Сообщение от Billy Сложность ситуации в том, что считать надо именно на устойчивость. Именно это я имел ввиду. Потеря плоской формы изгиба это потеря устойчивости, и именно ее мы не можем оценить.

Очень хочется понять, что-же эта за устойчивость при сложном состоянии. В моём понимании, точнее в СНиПовском, это приблизительно так:
Существует критическое напряжение, при котором металл достигает площадки текучести. Это критическое напряжение зависит только от жёсткости сечения и прочностных характеристик сечения и именно его (с помощью коэффициента фиb) мы сравниваем с расчётным сопротивлением. Т.е. никакой зависимости с нагрузкой? Далее следует, что если определить напряжение (если сложное напряжённое состояние, то приведённое напряжение) и оно будет меньше критического, то устойчивость обеспечена?
Т.е. определяю приведённое напряжение, делю на коэффициент фиb из СНиПа и определяю устойчивость. Возможен ли такой подход? Помогите разобраться, совсем туго с теорией.

[Net]

SV
большое спасибо за ссылочку- хоть что-то. Меня заинтересовало, что при проверке устойчивости верхнего пояса коэффициент фиb учитывается только с нормальными напряжениями x. Интересно при общей устойчивости можно провести аналогию?
Но задача немного не такая- у меня изгиб вокруг продольной оси балки, а в примере при проверке устойчивости верхнего пояса учитывается бимомент от тормозной нагрузки из плоскости балки. Момент вокруг оси учитывается как местный при проверке прочности нижнего пояса. И об общей устойчивости отмечена лишь возможность не проверять. В моём случае момент передаётся на всё сечение (установлены рёбра жёсткости).

[nickneck]

dermoon

С учетом кручения, ясно было сказано. По СНиПу и по новому СП 53-102-2004 - никак, поскольку эти нормативы кручения не предусматривают.

А у вас случайно нет этого самого СП в электронном виде?

[SV]

Сообщение от Net Очень хочется понять, что-же эта за устойчивость при сложном состоянии. В моём понимании, точнее в СНиПовском, это приблизительно так: Существует критическое напряжение, при котором металл достигает площадки текучести. Это критическое напряжение зависит только от жёсткости сечения и прочностных характеристик сечения и именно его (с помощью коэффициента фиb) мы сравниваем с расчётным сопротивлением. Т.е. никакой зависимости с нагрузкой? Далее следует, что если определить напряжение (если сложное напряжённое состояние, то приведённое напряжение) и оно будет меньше критического, то устойчивость обеспечена? Т.е. определяю приведённое напряжение, делю на коэффициент фиb из СНиПа и определяю устойчивость. Возможен ли такой подход? Помогите разобраться, совсем туго с теорией.

Вы абсолютно правильно понимаете, расчет сводится к введению коэффициента снижения напряжений фиb.
Об этом подробнее можно почитать в книжке "Металлические конструкции" Том1- Элементы стальных конструкций под ред.Гореева В.В. (п.5.2.4 Проверка общей устойчивости элементов).
Там, в отличие, от других источников, более-менее внятно описано как все это происходит.

[Billy]

Net

Подход с коэффициентом ф, это филигранный, но искусственный подход, который ученые разрабатывают чтобы облегчить жизнь проектировщику. За ним не кроется ясный физический смысл.

Существуют два вида неприятностей по первому предельному состоянию: 1. разрушение от того что напряжения превзошли предел текучести или что-то треснуло от перенапряжения и 2. потеря устойчивости, которая как в случае с тонкой стальной линейкой сжимаемой с концов может произойти при очень малых напряжениях.

Не имея формул, по программам типа Лира надо считать: первое - на общую устойчивость конструкции под данной нагрузкой. То есть коэффициент запаса не должен быть меньше 1,0. Лучше 3-5. И второе - расчет по напряжениям и сравнением приведенного напряжения с расчетным. В Лире вычисление приведенного напряжения в оболочках осуществляется функцией "Литера".

Для центрально сжатого стержня аналогом будут формулы Эйлера и формула sigma = N/F, а ф придумали уже потом.

[Serz]

Как-то подобную беду для швеллера посчитал просто по учебнику сопромата по теории кручения открытых тонкостенных стержней (Власова, по-моему). При условии, что ограничений депланации на опоре нет. В Excel, ручками. Два дня делов.

[igors]

М.г!
Попробуйте заменить сечение балки, т.е принять сечение хоршо работающее на кручение, например замкнутый гнутосварной профиль или составное сечение из двух швеллеров. Данный тип сечений не требует проверки устойчивости при изгибе. Проверьте прочность по теориям прочности и деформации.
С уважением И.В
P.S>
Пытайтесь,если возможно, воспинять кручение конструктивными способами,

[Zombie]

Да действительно, igors прав.
Лучший способ решения проблемы, это ее устранение.
А если так интересно, то в СКАДЕ ОФФИСе есть такое приложение - "ТОНУС", у самого руки не доходили еще, может кто нибудь пробовал на зуб?

[Net]

Сообщение от Zombie Да действительно, igors прав. Лучший способ решения проблемы, это ее устранение.

Да и так ясно, что при кручении используются коробчатые сечения- очень часто из гнутых профилей. Только вот в агрессивных средах полые конструкции не рекомендуется применять. Да и выполнять герметичный шов на 9 метров+ герметичность заглушек по торцам- всё это трудно проконтролировать.
Сейчас пытаюсь всё же дойти до библиотеки и найти книжку про тонкостенные стержни у Власова- всё времени нет. В литературе выложенной на сайтах нет инфы.

[wjea]

Net
Совершенно не желая устраивать толкотню у раскрытых ворот, объясняя понятные истины, Но не могу удержаться от реплики. Если Вам очень хочется, при помощи Власова, поднырнуть в глубины устойчивости стержней, да так, чтобы уши интегралами сдавило, тогда другой вопрос ))) Но если Вы желаете просто хорошо прочувствовать, коэффициент устойчивости Фб
и его образующие, то как говорится – а Вы водой пробовали-- то бишь, открыть прилож.7 СНиПа, и набравшись, времени и терпения просто поиграть изменениями каждого аргумента отдельно. То же самое, с перераспределением усилий, влияющих на депланацию, взять примеры расчётов путей подвесных кран балок, или подкрановых балок, и проделать то же самое. Вот ещё простенькая и пользительная вещь. http://www.galiot.ru/spravka.metall.elements.html
Не стоит так напрягаться, если не собираетесь делать науку)))

[Net]

Сообщение от wjea Net Совершенно не желая устраивать толкотню у раскрытых ворот, объясняя понятные истины, Но не могу удержаться от реплики. Если Вам очень хочется, при помощи Власова, поднырнуть в глубины устойчивости стержней, да так, чтобы уши интегралами сдавило, тогда другой вопрос ))) Но если Вы желаете просто хорошо прочувствовать, коэффициент устойчивости Фб и его образующие, то как говорится – а Вы водой пробовали-- то бишь, открыть прилож.7 СНиПа, и набравшись, времени и терпения просто поиграть изменениями каждого аргумента отдельно. То же самое, с перераспределением усилий, влияющих на депланацию, взять примеры расчётов путей подвесных кран балок, или подкрановых балок, и проделать то же самое. Вот ещё простенькая и пользительная вещь. http://www.galiot.ru/spravka.metall.elements.html Не стоит так напрягаться, если не собираетесь делать науку)))

Ну не знаю я ничего ,что же делать? После института 5 лет черчения- откудова знаниям взяться. Самостоятельно не удалось сообразить, что делать, вот и прозвучала просьба о помощи. Приложение 7 уже от зубов отскакивает, только как туда крутящий момент привязать чёткого понятия нет.
Serz отправил меня к Власову, обещал через пару дней ,что разберусь . Почему бы и нет?
На подвесные пути уже была ссылочка- там крутящий момент как местное напряжение в нижнем поясе, не более.
У меня нет возможности обложиться литературой.
Ну не хватает у меня собственных мозгов- не спорю.

[Billy]

Net

На подвесные пути уже была ссылочка- там крутящий момент как местное напряжение в нижнем поясе, не более.

"Устойчивость изгибаемых и скручиваемых стержней следует рассматривать только с учетом местной устойчивости, как для изгибаемых стержней. Общая устойчивость таких стержней не рассматривается" Я.Брудка, М.Лубинськи "Легкие стальные конструкции" M, 1974. стр. 142.

Вы на верном пути.

[Ivan.spb]

Сообщение от Net [quoteСейчас пытаюсь всё же дойти до библиотеки и найти книжку про тонкостенные стержни у Власова- всё времени нет. В литературе выложенной на сайтах нет инфы.

В свое время составлял програмку расчета тонкостенных стержней по теории ВЗВ на ЕХЕЛЕ. Правда немного не твой случай - там двухосные равные эксцентриситеты и расчет в упругой области. Файл остался, если есть интерес намылю.
Так же составлял свою программу расчета тонкост. стержней, сжатых с различными концевыми двухосными эксцентриситетами, напряжения по сечению контролируются. Могу прогнать твою балочку по ней.

[Net]

Ivan.spb
Интерес остался. Шли. Спасибо.
У меня так и не нашлось времени разобрать. Закончилось всё на проверки напряжений по теории наибольший касательных, правда под корень для нормальных напряжений введён коэффициент фиb как повышающий- касательные напряжения от кручения и поперечной силы введены без повышения. Получилась необоснованная галематься, просто по аналогии с изгибаемой балкой в двух плоскостях. Надеюсь, что аналогию можно было провести
Беда в том, что нет ни знаний, ни доступа к литературе.

[Дмитрий]

Сообщение от Net Беда в том, что нет ни знаний, ни доступа к литературе.

Возможно, Вы что-нибудь сможете почерпнуть здесь: http://www.listlib.narod.ru/meh2.htm

ЗЫ. В одном учебнике по МК видел вывод формулы для критических напряжений при крутильной потере устойчивости плоской формы изгиба балки - две страницы текста и одно дифуравнение 3-го порядка