[Aндрeй]

Как выполнить усиление узла соединения нижнего пояса ферм на фланцах не снимая ферму?
Усилие 50 т.
Как вариант, рассматриваем врезку вертикальной пластины.
А как подхватить узел на момент усиления?
И может быть есть лучшие варианты?

[eilukha]

Миниатюры

- не похоже на растянутое фланцевое соединение. Если все ж растянутое, то наварить накладки через посредники толщиной равной выступу фланцев.

[ИБП]

А в чем усиление - увеличение диаметра болтов, толщины фланцев, сварных швов или др.?

[Aндрeй]

Сообщение от ИБП А в чем усиление - увеличение диаметра болтов, толщины фланцев, сварных швов или др.?

Расчетную нагрузку данный стык не несет.
Наверное нужны комплексные мероприятия.
Но увеличение диаметров болтов точно ничего не даст.

[Ильнур]

...

[Aндрeй]

Вариант интересный, но ведь известно, что в зонах гиба листа, металл ведет себя непредсказуемо, или это не страшно?

[ETCartman]

Лучше усилить элемент дублированием -от узла до узла. Фасонки тоже наверно можно, но это не бесспорный вариант и в зоне гиба действительно лучше ничего не варить.
По поводу разгрузки - см. пособие к СНиП по проектированию усиления. Там вычисляется коэффициент бета,исходя из него или разгружают или вообще варить запрещено.

[Ильнур]

Сообщение от Aндрeй Вариант интересный, но ведь известно, что в зонах гиба листа, металл ведет себя непредсказуемо, или это не страшно?

Во-первых, гнутосварные трубы гнутся не совсем в холодном состоянии, а с подогревом (см. авт. линию пр-ва гнутосварных профилей), и остат. напр. там мизер, во-вторых, мы привариваемся к профилю с двух сторон угла, т.е. швы ложатся не в самом углу (прорисуйте профиль с конкр. радиусом и приложенным листом t10...12), в-третьих, при сварке произойдет некая рекристаллизация этих зон со снятием ост. напр. от гиба, в-четвертых, нам пофик эти мелочи, ибо на практике надо назначить швы (длину и катет) в ДВА раза больше, чем по расчету, и перейти к более серьезным вопросам, коих полно наверно .
Насчет разргрузки - если высота до узлов верхнего пояса, к которым можно было бы подвести временные стойки (например с регулир. муфтой), слишком большая, то можно тросами стянуть крайние узлы нижнего пояса.

[ETCartman]

Сварка в зоне гиба в стандарных узлах исключается. Дело не в остаточных напряжениях, а в наклепе и в возможных дефектах, в том что материал становится хрупкий. Кроме того стандартные узлы рассчитываются по полуэмпирическим формулам, которых для данного случая нет. Моделировать все это дело объемниками -не так просто и не инженерное это дело. Поэтому инженеры и придумали прорезные фасонки в которых решается главная проблема - напряжения передаются не на поверхность тонкостенной оболочки, а сразу на всю ее толщину. А напряжения тут будут -не только сдвиговые и не равномерно-распределенные. Будет по шву сдвиг с растяжениям и сжатием, с концентрацией: сложное НДС, причем величины напряжений не маленькие.
У специалистов стандартные то молодечновские фермы вызывают очень большие сомнения и кислый вид, ибо были случаи с разрушением даже просчитанных типовых узлов. А так чтобы просто сидеть и высасывать узлы из пальца, да еще при таких усилиях - это вообще очень смело.
(на схеме - те самые напряжения, которые взаимогасятся в прорезном варианте и представляют собой проблему при поверхностном примыкании. Проблему -начиная от расслоя, заканчивая отгибом).

[eilukha]

С посредником

[Ильнур]

Сообщение от ETCartman ... А так чтобы просто сидеть и высасывать узлы из пальца, да еще при таких усилиях - это вообще очень смело...

1. Не просто так. Что значит просто так?
2. Не из пальца. Что значит из пальца? Мозги у человека по-моему не совсем там...
3. Конкретное усилие: 50 тн всего, из них допустим 20 добавленных, делим на 4 косынки, итого 5 тонн - при двустороннем угловом шве с катетами 6 мм (труба, если судить по заданному усилию, примерно 140х5) длиной по 200 мм перекрывается 6-и кратно. Другие компоненты "сложного" НДС никак не могут сыграть какую-то значительную роль - это видно и без моделирования объемниками; учет упрочнения в углах гнутосварных профилей так же никак не скажется на результате.
4. Варианты автора (№1) и eilukha (№2) никоим образом не бракуются вариантом с п.5. Это лишь вариант №3. И таких вариантов множество, особенно если учесть конкретные нюансы производства работ.
ETCartman, если что и смело, то смело заявлять:

Сварка в зоне гиба в стандарных узлах исключается.

Это не холодный гиб. Что значит "стандартные узлы", я не знаю, но посмотрите узлы серии "Молодечно" - там сплошь и рядом сварные швы лежать непосредственно у угла.
И наконец можно просто открыть: "Руководство по проектированию стальных конструкций из гнутосварных замкнутых профилей". ЦНИИпроектстальконструкция. М., 1978.

[ETCartman]

Конкретное усилие: 50 тн всего, из них допустим 20 добавленных, делим на 4 косынки

Сварка с болтами вместе не работают. Так что болты побоку -надо усиливать и считать на все усилие. Это вообще азбука.
"Непосредственно у угла" - не значит на самом гибе.
А вот решение с посредником -безусловно интересное, если все таки не громоздить швы на гиб.
И любая сварка под нагрузкой сопровождается соблюдением технологий (пособие по усилению сваркой в dnl я забрасывал по моему)

[alex_bay]

Непонятно зачем ETCartman так все усложняет .
При наличии желания раздуть огромную проблему можно из чего угодно.
Вот вариант усиления, который предлагает Ильнур, на мой взгляд не так уж и плох. Вполне красиво смотрится и работать будет не хуже.
И что значит

Сварка с болтами вместе не работают

- это раньше запрещалось совмещать сварку с болтами, сейчас можно.
Иначе все методы усиления, описанные в литературе - побоку.
Тут надо подумать как разгрузить ферму.
Либо установка стоек с домкратами, либо стягивание тросами.
Лучше бы конечно - домкраты.

[Ильнур]

Сообщение от ETCartman Сварка с болтами вместе не работают. Так что болты побоку -надо усиливать и считать на все усилие. Это вообще азбука.

Чтобы болты не работали, они должны быть слабозатянуты. Здесь конечно не видно, по какому принципу устроен узел, но он должен быть на ВП с преднатягом. Такие болты работают сразу, т.е. синхронно с накладками. При 6-и кратном запасе швов болты собственно можно и не учитывать.
Доб.: как на практике прорезать фланцы по варианту №1?

[ETCartman]

Сообщение от alex_bay Непонятно зачем ETCartman так все усложняет . .

СНиП надо читать,
и Пособие по усилению к нему, а именно п. 6.10
согласно которому усиление сваркой возможно, но при условии,что швы будут рассчитаны на всю нагрузку.
Слабо они и сильно затянуты - деформативность болтового соединения всяко больше чем сварного. Тем более там болты без контролируемого напряжения стоят, это не фрикционное соединение.
Усиливать вы можете как хотите, но советы надо обо-сно-вы-вать.

[Ильнур]

Сообщение от ETCartman СНиП надо читать, и Пособие по усилению к нему, а именно п. 6.10 согласно которому усиление сваркой возможно, но при условии,что швы будут рассчитаны на всю нагрузку. Слабо они и сильно затянуты - деформативность болтового соединения всяко больше чем сварного. Тем более там болты без контролируемого напряжения стоят, это не фрикционное соединение. Усиливать вы можете как хотите, но советы надо обо-сно-вы-вать.

1. Так как фланец прорезать на практике?
2. П.6.10 не очень обосновывает конкретный случай, просто это здравый смысл в общем случае.
3. Если там стоят ВП болты, то согласно СНиП они должны затягиваться на расчетное усилие, т.е. с контролем.

[alex_bay]

при условии,что швы будут рассчитаны на всю нагрузку

см. ответ Ильнура:

При 6-и кратном запасе швов болты собственно можно и не учитывать

[ETCartman]

Сообщение от Ильнур Если там стоят ВП болты, то согласно СНиП они должны затягиваться на расчетное усилие, т.е. с контролем.

П. 6.10 "Пособия по проектированию усиления" к СНиП "Стальные конструкции" - привожу.
Есть такое понятие "высокопрочные болты без регулируемого натяжения", о котором вы вероятно просто не знаете. Это как раз стопудово тот случай, ибо именно такие соединения и применяются для фланцевых соединений растянутых элементов. Читайте СНиП -потом давайте советы. Иногда лучше ничего не советовать, чем советовать заведомо неприемлемый, опасный вариант усиления.

[ИБП]

В том что усиливать нужно на всё усилие Эрик Картман прав.
А вот насчет

Сварка в зоне гиба в стандарных узлах исключается.

В той же 1.460.3-23.98 фланцевый узел именно так и решается.

[ETCartman]

Сообщение от ИБП В той же 1.460.3-23.98 фланцевый узел именно так и решается.

Ленпроектстальконструкция - Там и более похабные узлы есть,
серия - она рекомендательный материал, не обязательно надежный. А вот по факту в молодечновских фермах с узлами проблемы бывают. До обрушения дело не доходило, но расслои и отрывы приходилось усиливать.

[ИБП]

лист 24 сечение 3-3.

[Ильнур]

Сообщение от ETCartman Ленпроектстальконструкция - Там и более похабные узлы есть, серия - она рекомендательный материал, не обязательно надежный. А вот по факту в молодечновских фермах с узлами проблемы бывают. До обрушения дело не доходило, но расслои и отрывы приходилось усиливать.

ETCartman, Вас послушать, так проектировщик должен заблаговременно завернуться в простыню и ползти в направлении к кладбищу еще до начала проектирования. Некая фраза из Пособия, значит, догма, а узлы из серии, по которому понастроено сотни тысяч объектов - похабная сырость идиотов от ЛПСК? Перегибаете Вы, однако. И здесь совсем не тот случай, чтобы из простейшего усиления стыка трубы делать катастрофическую сложнонерешаемую проблему. Берем пластиночки и привариваем. И все....
К тому же Вы при общении игнорируете неудобные Вам вопросы (как прорезать фланцы внутри трубы в условиях реконструкции?) и искажаете факты.
Например, насчет расположения швов у угла, Вам же говорили, что применяется:

[ETCartman]

Сообщение от Ильнур Некая фраза из Пособия, значит, догма, а узлы из серии, по которому понастроено сотни тысяч объектов

Не догма, а вполне логично и объяснимо, случай с усилением сваркой болтовых - азбучный. Пособие к СНиП -это практически приложение к СНиП, нормативный документ. Там все объясняется доходчиво. И если даже СНиП "Стальные конструкции" состоит на 70% из теоретических выводов, то его пособие по усилению -на основе опыта обследований и разрушений.
А серий очень много, в том числе и неудачных по факту. В сериях проверяются и обсуждаются только ключевые решения, а "мелочи" остаются за кадром.
Если рассуждать так, что все что в сериях -верно, то в СССР никогда не упало бы ничего. А падали то в основном типовые конструкции, а не индивидуальные.
Сотни не сотни, но даже с типовыми конструкциями бывают проблемы. Это надо постоянно обследовать, расследовать аварии, чтобы это понимать.
В серии привариваются усиливающие ребра, в дополнение к другим швам, нормальным. Они привариваются и к трубе и к фланцам, так что означенные швы работают в основном на сдвиг, это немного отличается от того что вы нарисовали. Если к вашему рисунку добавить с каждой стороны узла между пластинами вертикальные ребра (трапециевидные), то будет уж что то близкое по работе к типовому случаю.
Также я объяснил вам, почему именно нежелательно варить несущие (основные в вашем примере) швы на гибе. Зона гиба - зона возможных внутренних дефектов и пониженной пластичности металла. Нагреванием это не исправляется,надо полностью переплавить и отливать уже гнутые.
Но даже и в прокате все эти зоны считаются "рыхлыми", неудачными, чтобы пропускать через них основные усилия.
Это не означает что при статических испытаниях несущая способность будет обязательно снижена, а означает то, что при возможных низких температурах может треснуть в этом месте. Это совсем другое явление, другая физика. Но то что трескается -смею вас заверить, просто в 90% случаев средства массовой информации об этом не сообщают.

[eilukha]

К #5: надо ли как-то учитывать эксцентриситет е, ведь нагрузка приложена фактически к одному ребру пластины?

[ETCartman]

Сообщение от eilukha К #5: надо ли как-то учитывать эксцентриситет е, ведь нагрузка приложена фактически к одному ребру пластины?

Конечно надо. Или укреплять дополнительно ребрами, или учитывать то,что кроме сдвига будет отрыв-прижатие (отрыв на расслой поперек проката в нехорошей зоне).
Самое опасное во всех решениях - в усилении сваркой под нагрузкой. По "Пособию" обязательно проверяются напряжения от действующей постоянной нагрузки. Проектировщик пишет в записке, какой ток, какие электроды и сколько проходов, о том что ППР нужен. А практически все это не правильно, никто это исполнять не будет. Лучше более металлоемкое решение, допустим с усилением пояса от узла до узла, зато простое и безопасное, при любом исполнении.

[Ильнур]

Сообщение от eilukha К #5: надо ли как-то учитывать эксцентриситет е, ведь нагрузка приложена фактически к одному ребру пластины?

Конечно надо, но е маленькое, ребро толстое, шов длинный, а к трубе, у которого стенки тонкие, ребро приварено под 45 град. к двум стенкам, т.е. в углу. Этим обеспечена жесткость при изгибе. И прочее, прочее... В случае, если фланец сильно мешает этому ребру, фланец можно подрезать в этих местах, или перейти к другой схеме узла.

[eilukha]

Максимальные напряжения при передаче через одно и через два ребра отличаются в 4 (!) раза, если пользоваться сопроматом; предполагать, что труба "не помогает" ребру и нет пластики.

Или укреплять дополнительно ребрами

- как это?

т.е. в углу. Этим обеспечена жесткость при изгибе

- т. е. труба "помогает", и ребро не "гнет" (раз нет деформаций изгиба - нет и напряжений от него)?

[ETCartman]

Сообщение от eilukha - как это?

Вертикальными,между нарисованными пластинами, чтобы "перехватить" растяжение и сжатие от изгиба и оставить только сдвиг.

[eilukha]

Подобное моделировать кто-нибудь пробовал? Что там получается?

[ETCartman]

То обычно и получается. N*e=M. Только сигма не M/W, т.к. гипотеза плоских сечений не во всех случаях жизни работает.

[eilukha]

гипотеза плоских сечений не во всех случаях жизни работает

- для прямоугольного сечения точное решение и M/W, если не ошибаюсь, совпадает...

[ETCartman]

При чистом изгибе - да, не только для прямоугольного. Это выводится студентами в курсе теории упругости. В более сложных случаях - это приближение с разной степенью точности. А швы и вовсе по длине ограничивают, от неравномерности распределения напряжений
Проектировщики не занимаются обычно моделированием, они и делают его как правило далеко не безупречно. Их задача - поискъ заведомо простого, надежного решения, с учетом технологии изготовления и таких вещей, которые и моделированием не всегда учтешь. Этот случай -довольно простой, немного подумать и нет проблем.
Проблемы могут быть у сварщика, но на то и нужны инженеры, чтобы при максимальной их криворукости и неквалифицированности - помочь избежать тяжелых последствий.

[Ильнур]

В обсчете этих узлов нет ничего сложного. Все на виду. Не нужны ни модели оболочечные, ни сложные гипотезы...
Усилия вычисляются просто. Работа швов отчетливо проглядывается, и их еще легче обсчитать. И болты ВП работают. Они еще до загружения работают , т.к. преднапряжены.
Все просто - пластины потолще, швы подлиньше. Длина швов по нормам до 85t, это полметра даже при....

[ETCartman]

Натягивают, чтобы не болталось. Но не до разрывного усилия, читайте СНиП

[eilukha]

болталось

и "болт" - однокоренные?

[Vlamos]

Сообщение от ETCartman А вот по факту в молодечновских фермах с узлами проблемы бывают. До обрушения дело не доходило, но расслои и отрывы приходилось усиливать.

не приведете ли фото ? Было бы очень полезно для всех апологетов молодечно (тоже грешен,ибо удобно) ,с комментами по ндс!

[ETCartman]

Фото нет, ведомости дефектов -надо поднимать и искать. Ничего необычного нет, я вообще думал, что это общеизвестный факт.

[Aндрeй]

Наблюдаю за дискусcией с открытым ртом.
Узнал много нового и интересного.
От себя добавить нечего. Скажу только, что приходилось врезать фасонки в похожие фермы "на весу" с частичной разгрузкой покрытия.
Разрабатывался целый покадровый мультфильм, с чего начинать резать и какой шов когда приваривать...
К сожалению материалы не сохранились.

[Ильнур]

Сообщение от ETCartman Натягивают, чтобы не болталось. Но не до разрывного усилия, читайте СНиП

Ну, прочесть я в свое время прочел не только СНиП, но массу и других вещей, например, И.А. Биргер, Г.Б. Иосилевич. Резьбовые и фланцевые соединения (1990).
По СНиП:
27.2. Фланцевые соединения следует выполнять только с предварительно напряженными высокопрочными болтами. Величину предварительного натяжения болтов Во для расчетов следует принимать равной:
Во = 0,9Вр = 0,9RbhAbn, где Вр - расчетное усилие растяжения болта.
90% мало?
Если мало, найдем пункт с 110%

[ETCartman]

СНиП надо читать весь, сначала читаем СНиП "Стальные конструкции", потом эти самые конструкции проектируем, а не наоборот.
Да так, навскидку, примечание к таблице 5*, Таблица 35* , про серии и книги я не говорю.
Натягивают и контролируют натяжение в фрикционных соединениях. От натяжения там зависит предельное усилие на срез. В рассматриваемом узле среза нет, соответственно - зачем усложнять технологию, возиться с обработкой поверхности и с динамометрическими ключами .

[Ильнур]

Сообщение от ETCartman СНиП надо читать весь, сначала читаем СНиП "Стальные конструкции", потом эти самые конструкции проектируем, а не наоборот. Да так, навскидку, примечание к таблице 5*, Таблица 35* , про серии и книги я не говорю. Натягивают и контролируют натяжение в фрикционных соединениях. От натяжения там зависит предельное усилие на срез. В рассматриваемом узле среза нет, соответственно - зачем усложнять технологию, возиться с обработкой поверхности и с динамометрическими ключами .

Вы не правы. В том, что в данном фланцевом соединении затяжка ВП болтов не контролируется. И в том, что только СНиП надо читать - читать надо сначала СНиП, потом Пособие к СНиП (приведенные мной пункты оттуда), затем специальные рекомендации по проектированию фланцевых соединений, и потом уже проектировать.
Из Пособия к СНиП: 27. ФЛАНЦЕВЫЕ СОЕДИНЕНИЯ НА ВЫСОКОПРОЧНЫХ БОЛТАХ, РАБОТАЮЩИЕ НА РАСТЯЖЕНИЕ
27.17. Предварительное натяжение высокопрочных болтов при монтажной сборке фланцевых соединений следует производить закручиванием гаек до значения момента закручивания Mt, определяемого по формуле Mt = nkBod, где п - коэффициент, принимаемый равным: при натяжении высокопрочных болтов 1,06; при контроле усилия натяжения болтов 1,0; k - среднее значение коэффициента закручивания для каждой партии болтов по сертификату или принимаемое равным 0,18 при отсутствии таких значений в сертификате; Во - усилие предварительного натяжения болтов, определяемое в соответствии с п. 27.2, тс; d - номинальный диаметр болта, м.
27.18. Контроль усилия натяжения следует осуществлять во всех установленных высокопрочных болтах тарированными динамометрическими ключами. Контроль усилия натяжения следует производить не ранее чем через 8 ч после выполнения натяжения всех болтов в соединении. Контроль следует осуществлять по моменту закручивания, определяемому в соответствии с п. 27.17.
Пояснения к "зачем усложнять технологию, возиться с обработкой поверхности и с динамометрическими ключами":
Предварительно сжатый фланец работает иначе, чем "свободно болтающийся". Это обусловлено разным изгибом фланца и прочим. Если интересно, можно посмотреть здесь же, на форуме, есть тема, очень емкая, там работа растянутого фланца на болтах рассмотрена подробно, с картинами НДС на оболочечных моделях.

[ReyStarz]

Здравствуйте, уважаемые.
Схожая ситуация: треугольная ферма (L=24м), нижний пояс по центру на фланце без предварительного натяжения.
Фланец не проходит на изгиб, т.к. выполнен из стали С245.
Конструкция смонтирована и обвязана прогонами, без кровли.
Как усилить данный узел в смонтированной ферме?
Пока только пришло решение через болты с накладками и доваренными фасонками. На чертеже обозначено красным.
Не будет ли перекосов в передаче усилия с пояса на накладки?
Будет в таком случае работать сам фланец?
Нужно приваривать фасонку поперечным швом к фланцу? Вроде под нагрузкой запрещается накладывать сварные швы поперек элемента.
Может, есть проще решение?

[Ильнур]

Сообщение от ReyStarz ...Может, есть проще решение?

Миллион решений. одно лучше другой.
Может вот так: (ферму на время усиления разгрузить, хоть подпереть)

[ReyStarz]

Спасибо, Ильнур, за выше решение.
Предложенное решение не из простых: разгрузка фермы, демонтаж фланцев. В данной ситуации все расходы ложатся на компанию. Хотелось бы минимальными затратами обойтись.
Что скажите о предложении с накладками?

[Ильнур]

Сообщение от ReyStarz Спасибо, Ильнур, за выше решение. Предложенное решение не из простых: разгрузка фермы, демонтаж фланцев. В данной ситуации все расходы ложатся на компанию. Хотелось бы минимальными затратами обойтись. Что скажите о предложении с накладками?

Фланцы только частично сдуваются. Да и в итоге аккуратный узел получится.
Ваш обход всего фланца - тоже расходы. А без разгрузки в Вашем случае фланцы потом погнутся, швы порвутся или еще что-то.

[110ХЛ]

Я бы среднее выбрал между Вашим вариантом и тем, что предложил Ильнур. Считаю в варианте Ильнура тяжело будет сделать аккуратные отверстия в фланцах и чем?. А в вашем варианте один шов потолком по перу уголка, второй тоже не очень... Думаю можно перед фланцами уголки объединить в тавр - установить между ними прокладки, затем снизу к уголкам (два шва у обушков тоже будут потолочные) или по типу узлов 70...80 серии 2.440-2.1 к перу уголков приварить фасонки. Затем, фасонки соединить накладками, после этого срезать нижнюю часть фланца и установить уголки как предложил Ильнур. 290кН это без снега?

[Vavan Metallist]

Сообщение от ETCartman Сварка в зоне гиба в стандарных узлах исключается.

???
Зачем такие заявления?
Что скажут неокрепшие умы молодых конструкторов, прочитав такое ваше (безусловно авторитета и гуру на форуме) утверждение, когда открою любую из серий "Молодечно"?
Варят в зоне гиба и еще как варят в стандартных узлах.