[NoName123]

Извиняюсь за новую тему, но вопрос, мне кажется, важный и речь идет о типовом узле, который будет использован во множестве АЗС.

Заказчик настаивает на применении в качестве колонны финского квадратного профиля 400х400х10. На эту колонну жестко опирается балка 30К2. Рама Т-образная. Консоль в одну сторону - 4,73 метра, в другую 2,73м. Момент в верхнем узле 21,5тм.

Ребра ставить нельзя и резать трубу нельзя.

Я считаю, что тогда нормальный жесткий узел не сделать на такой колонне.

Ребра можно только внутри трубы вваривать. Но это, по-моему, не сильно спасает ситуацию, т.к. далеко не залезть электродом внутрь трубы.

Как считаете Вы?

Сообщение от NoName123 Ребра ставить нельзя и резать трубу нельзя.

отверстий под болты тоже в трубе делать нельзя?

Сообщение от NoName123 Я считаю, что тогда нормальный жесткий узел не сделать на такой колонне.

Скорее всего можно, если узел на сварке будет. Где-то тут выкладывали книжку по кничным соединениям. При желанни можно такой узелок и самому посчитать

[NoName123]

Сообщение от palexxvlad отверстий тоже в трубе делать нельзя? Скорее всего можно, если узел на сварке будет. Где-то тут выкладывали книжку по кничным соединениям. При желанни можно такой узелок и самому посчитать

А что за кничные соединения? Вкратце, если можно расскажите суть идеи.
Отверстия, скорее всего, тоже нельзя делать.

[таи]

Сообщение от palexxvlad отверстий под болты тоже в трубе делать нельзя?

Предлагаете сделать фланцевый узел? Стык колонны с балкой на высокопрочных болтах?

[NoName123]

Так дело в устойчивости стенки, которую не обеспечить.

Сообщение от таи Предлагаете сделать фланцевый узел?

нет, стенка трубы слишком гибкая...

Сообщение от NoName123 Вкратце, если можно расскажите суть идеи.

Если опирать балки сверху на трубу, вряд ли получится жесткий узел. А вот если попытаться прикрепить консоли к граням трубы, то может выйти что-то дельное. В любом случае ничего сходу сказать наверняка не могу - нужны схема узла с ограничениями по геометрии и расчет.

[таи]

Сообщение от palexxvlad В любом случае ничего сходу сказать наверняка не могу - нужен расчет.

Да возможна - потеря местной учтойчивости стенки и чувствую возможность образование пластического шарнира в узле - не нравится сочетание момента с продольной силой.

[NoName123]

Короткие консоли, которые передают момент на колонну?
Мне кажется, это не сильно меняет ситуацию.
Тем более, что их там не сделать по-нормальному. Максимум 100-120 мм для этого есть

таи, да не такой уж там большой момент... Проще говоря, пояса балки/консолей можно попытаться уширить в месте сопряжения с колонной, вырезать отверстие в балке под трубу и надеть это все на колонну с полным обваром, а верхний торец колонны заглушить.

[NoName123]

Сообщение от palexxvlad таи, да не такой уж там большой момент... Проще говоря, пояса балки/консолей можно попытаться уширить в месте сопряжения с колонной, вырезать отверстие в балке под трубу и надеть это все на колонну с полным обваром, а верхний торец колонны заглушить.

И это решит проблему устойчивости стенки колоны?

[Meknotek]

А если попробовать усилить стенку трубы полосой t=20 100х300 (например)?

Сообщение от NoName123 И это решит проблему устойчивости стенки колоны?

А почему нет?, но нужно посчитать.

[NoName123]

В принципе, действительно, непосредственно в месте примыкания можно сделать всё. Но момент на этом не закончится, а только начнется. А вниз по сечению, практически сразу после примыкания уже ничего не приварить.
Момент-то никуда не денется.

palexxvlad

Мне кажется, разница небольшая получается с точки зрения обеспечения устойчивости стенки. Не знаю.

NoName123, скорее всего, что все нормально будет

Сообщение от NoName123 Момент-то никуда не денется

момент внизу от сопряжения уже будет воспринимать материал трубы

[Сазоныч]

Так вот, снова про наши яйца
балка 30Ш2 проходит и по прочности и по прогибу
Сопромат, третий курс
пролет у нас 4,7 м. Предельный прогиб у нас будет Л/180(по интерполяции). Согласно примечанию 1 СниПа, для консоли принимают удвоенный вылет.

Тогда предельный прогиб:
2*4,7/180=0,052 метра=5,2 см.

Вычислим потребный момент инерции(см^4) профиля:
Iтр=(q*L^4)/(8*E*5,2см)
Согласно сбору нагрузок q нормативное=238кг/м^2
Тогда погонная нагрузка составит 238*7,7/100=18,4 кг/см

Iтр=(18,4кг/см*470см^4)/(8*2,1*10^6кг/см2*5,2см)=10277см^4

Согласно СТО АСЧМ 20-93 двутавр 30Ш1 имеет I=11339 см^4. С учетом коэффициента джамшутизма и разгильдяйства принимаем 30Ш2 (I=14209 см^4). Что и требовалось доказать Scad ваш врет все)

По этой теме - нет, организовать жесткий узел с квадратной трубой невозможно без ее резки и вварки ребра, ввиду продавливания ребром стенки колонны

[NoName123]

Сазоныч

Принципиально согласен.
Только нагрузка неравномерно приложена к балке.
А на конце ещё есть хоть и небольшая, но нагрузка от фриза - 390кг.

А SCAD наверное, несильно то и врет - там же пространственная работа - а мы отдельно консоль считаем.

Хотя прямо сейчас есть более важный вопрос - как жестко опереть балку на такую трубу?

palexxvlad

Видимо, моделировать надо такой узел в какой-то программе

[Сазоныч]

Сообщение от NoName123 Только нагрузка неравномерно приложена к балке.

От сосредоточенной(по длине балки, естественно, я не говорю о случае, когда сосредоточенная нагрузка на краю консоли) нагрузки потребный момент инерции только уменьшится.

Сообщение от NoName123 А на конце ещё есть хоть и небольшая, но нагрузка от фриза - 390кг.

увеличивает момент на 8%. 30Ш2 все равно проходит.

Сообщение от NoName123 А SCAD наверное, несильно то и врет - там же пространственная работа - а мы отдельно консоль считаем.

Разницы не должно быть принципиально никакой, кроме неточностей сбора нагрузок.
Скад может учесть перераспределение вертикальной нагрузки за счет жестко прикрепленных второстепенных балок с наиболее нагруженной на менее нагруженные рамы. Но опять же, потребный момент инерции только уменьшаться от этого

Вы просто заложили профиль с десятикратным запасом, теперь мучаетесь. Да и колонны можно было б из широкополочных двутавров сделать, например 40Ш1. Почему ксати колонну(трубу) резать нельзя интересно?

ЗЫ. тема похожа на павлинарий...А может поставим колонну-двутавр, а сверху трубу квадратную оденем и зальем крепким бетоном?Ксати если залить, то это спасет от продавливания стенки колонны

Сообщение от NoName123 Видимо, моделировать надо такой узел в какой-то программе

Можно и замоделировать, кроме того, можно замоделировать и в СКАДе.

[NoName123]

Сазоныч
Я расчет прикладываю. Если найдете, где я ошибся - буду очень благодарен.

Просто подобный случай уже был - потом со стройки мужики говорят - консоль прогибается сильно - хотя по нормам ручным расчетом всё проходит.

И, кстати, попробуйте просто одну такую T-образную раму в SCADе задать - и посмотрите. ОК?
Сам давно не пойму - в чем дело

Резать нельзя по эстетическим соображениям.
А по теме - может конкретно выскажетесь?

[Сазоныч]

Хмм... Действительно странно... Балка 30К4(!!!) имеет прогиб -123 мм с вылетом 4,7 метра Надо поглядеть...
Смотрите. со стороны длинного пролета прогиб -(минус)123мм. со стороны короткой консоли - +(плюс)55мм. Отсюда следует, что прогиб этот обусловлен поворотом верхнего сечения колонны.
Поврот колонны =M*l/EI=1,2 градуса(2,1%) для двутавра и 0,6(1%) для трубы, что дает вертикальное перемещение 9,8см и 5,0см конца абсолютно жесткой условной балки. Плюс к этому надо приплюсовать прогиб самой балки. Вот и выйдем на скадовский результат.

Можно сделать вывод: Никакая балка из существующего сортаментов в ближайшей области галактики не будет соответствовать требованиям

[NoName123]

Сообщение от Сазоныч Хмм... Действительно странно... Балка 30К4(!!!) имеет прогиб -123 мм с вылетом 4,7 метра Надо поглядеть... Смотрите. со стороны длинного пролета прогиб -(минус)123мм. со стороны короткой консоли - +(плюс)55мм. Отсюда следует, что прогиб этот обусловлен поворотом верхнего сечения колонны

Ну да, так она и ведет себя эта рама. Только, не верхнего сечения, а всего стержня колонны

[Сазоныч]

Сообщение от NoName123 Только, не верхнего сечения, а всего стержня колонны

В том то и дело, что верхнего сечения Угол поворота как бы переменный, от нуля у фундамента до 1,2 градуса вверху.
Ксати двутавр 30К2 имеет горизонтальное перемещение 3,6 см в верхнем сечении. А предельный - 450/150=3 см. Так чтоне проходит

А труба 400х400 проходит. ксати снип не говорит, что прогиб консоли надо считать с учетом поворота колонны.

ЗЫ. По эстетическим соображениям колонну можно разрезать выше уровня подшивного потолка, так что ниче не видно будет. А диафраму можно поробовать вварить так, чтобы ее видно не было снаружи. А снаружи зашлифовать.

ЗЫЫ. Вообще в порядке бреда. А может и в самом деле взять квадратную трубу, она вроде здоровая, сделать у оголовника дырочки, в них вставить арматуру, дырочки заварить и зашлифовать. Очень аккуратно вырезать диафрагму из стального листа, всунуть ее внутрь колонны, положив на поддерживающие стержни. И весь верх оголовника действительно залить крепким бетоном.
После чего можно спокойно сбоку от колонны жестко крепить балки на накладки, не боясь продавить стенку

[NoName123]

Хорошо.

А если все-таки при опирании сверху вварить поперечную (относительно сечения колонны) пластину на расстоянии 300 мм от верха трубы (туда еще залезет электрод) и пару продольных пластин внутри трубы (вдоль балки)?

Сазоныч

Ну не очень далеко от оголовка можно и приварить эту плиту.
300 мм - от оголовка - хватит для обеспечения жесткости?

[Сазоныч]

Ну думаю должно хватить)Тут вообще-то на форуме есть много тем про трубы с жесткими узлами, где учавствуют "аксакалы" этого формуа, есть даже с картинками. Вариантов масса. Поищите, но итог там один - геморрно, но можно, и по возможности применять такие узлы не следует.

[UnAtom]

Во все околонаучные споры встрявать не буду. предложу то, что в голову пришло (см. рис)...

[Сазоныч]

Знаете какой идеальный вариант? Переработать архитектуру. Рассматриваемый вариант изначально порочен в сути. Нужно ставить второй ряд колонн на 1,75-2,0 метра выше от тех которые есть. Выровнять тем самым вылеты консолей и раза так в два снизить расход металла. Между колоннами беспрепятственно можно ставить колонки. Так что может вы и правы - на таких условиях от работы разумно отказаться, если не жмет. Или поставить вопрос ребром - "или делайте как я говорю, или делайте сами"

[Ильнур]

Стенку трубы на устойчивость при действии продольных сжимающих усилий и при условии работы в пределах упругости можно рассчитать вот так - см. приложение. Расчет в запас - приняты шарниры.
В случае непрохождения ставите одно ребро посередине стенки. Длина ребра (вдоль трубы), как видно по волнам на рис., должна быть примерно равна ширине стенки.
Вариант - поперечная диафрагма на расст. полгабарита (или чуть меньше) трубы. Диафрагма может быть с вырезом.
Напряжения сжатия на кромке трубы максимальны; по мере отдаления от конца они уменьшаются сообразно эпюре моментов.

[NoName123]

Сазоныч
Ильнур

Большое спасибо!
Буду конструировать узел и считать.

[viqa]

сделать узел с ребрами и закрыть чем-нибудь красивым

[Ильнур]

Сообщение от viqa сделать узел с ребрами..

Пост №1:

Ребра ставить нельзя ....

[Сазоныч]

Сообщение от viqa сделать узел с ребрами и закрыть чем-нибудь красивым

Угу) Повесить портрет бабушки маши

[viqa]

Сообщение от Ильнур Пост №1: Ребра ставить нельзя ....

а если очень хочется? можно закрыть, пусть архитекторы тоже подумают, не только нам мучатся