[parabellum762]

Ситуация такая: стеклим балконы. Высота балконной светопрозрачной конструкции - 2.95м.
Есть система алюминиевых профилей ALUTECH 100 - хорошая весч, все продумано-просчитано, еще и прорисовано (кому надо, могу выслать). Всякие там уплотнители, штапики - все нормально. Но хлипкая же она! На большую высоту никак работать не сможет. Ветровая нагрузка 15.2 кг/м2, стойка, если алюминиевая, должна быть с жесткостью 18.26 см4 - не реально.
Самое умное, что можно сделать - усилить алюминиевые конструкции стальными профилями, которые возьмут на себя нагрузку. Вертикальные стальные стойки, соединенные горизонтальными стальными ригелями, образуют жесткий каркас, в котором алюминиевые профилечки будут держаться, как родные.
Вот, на чертеже эта штуковина и показана. К алюмишке снаружи крепится стальное ребро жесткости. Понятно, что стальной профиль я подбираю такой, чтобы он выдержал нагрузку от всей держащейся на нем алюминиевой ботвы. Вот я себе нашел требуемую жесткость Jтр = 21,89 см4. И можно было бы, не выделываясь, взять 2 уголка 56х36х4 по ГОСТ 8510-86, у каждого J 11.37 но:
1. будет такой уголок слишком уж торчать наружу - не красиво
2. уголок же работает все-таки не один. Даже, фиг с ним, с алюминием, буду считать что вся нагрузка ложится на сталь. Но ведь ЦЕНТР ИЗГИБА немного но сдвинется? А насколько? Вот та рама алюминиевая, 4см толщиной, неужто она не сдвинет ось изгиба нашего уголка хоть на децл?
если ось будет хотя бы на 2 см сдвинута, то для вдвое меньших уголков 32х3 в 2 см2 площадью каждый дополнительный момент инерции будет 2*2*2^2 = 16 см4
И всего делов.
Остается только найти тот самый y. А я не знаю - как

Найти главную ось составного сечения, если бы оно было из одного и того же материала - это элементарная задача. Знаем оси каждого сечения, знаем площади сечений - находим новую ось.
А как быть, когда материал - разный?
Может быть, домножить площади на E (сталь - на 2.1, алюминий - на 0.7), и найти ось?

Переписал файл в 2000 акад, и добавил пэдээф.

[Ильнур]

Сообщение от parabellum762 ...Может быть, домножить площади на E (сталь - на 2.1, алюминий - на 0.7), и найти ось?...

Примерно так.
Приводите к одному материалу (по E). Таким образом имеете два сечения, E1J1 и E2J2*(E2\E1) - приведенное в данном случае к E1. Полагая, что сечения объединены и работают совместно, находите J всего сечения (не путем простого суммирования, а по правилу сопромата). При этом ц.т. отдельных сечений не смещается, а "уменьшается/увеличивается" площадь приведенного сечения (в данном случае меняется на E2\E1), поэтому ц.т. всего сечения находится с учетом приведения. Далее - суммирование по сопромату, как для однородных сечений.
Наверно так.

[Jndtnxbr]

parabellum762

Знаем оси каждого сечения, знаем площади сечений - находим новую ось.

Может быть, домножить площади на E (сталь - на 2.1, алюминий - на 0.7), и найти ось?

Да.

[igr]

Вообще то для усиления алюминиевых профилей существуют родные стальные вставки внутрь профиля.А такое усиление на саморезах вызывает сомнение.

[parabellum762]

Сообщение от igr Вообще то для усиления алюминиевых профилей существуют родные стальные вставки внутрь профиля.

существуют, но толку от них - ноль целых, икс десятых. Усилитель вставляется внутрь основного профиля, поэтому его материал изначально хуже работает (размер меньше!), да и просто сталь ДЕШЕВЛЕ. Теоретически можно засадить внутрь алюмишки стальную профилюгу, но в моей алюминиевой раме полость - 14х37мм, что туда засунешь?...

Сообщение от igr .А такое усиление на саморезах вызывает сомнение.

У меня тоже. Но конструктивно это, наверное, единственно возможный вариант...

Ильнур, Jndtnxbr, СПАСИБО!

[igr]

Если есть сомнения надо искать вариант, который не вызывает сомнений.К примеру поставить профиль большего сечения, удовлетворяющий расчету

[bigden]

нормальное решение. в чем сомнения?

[igr]

На 2,9 м высоты остекления импосты очень тонкие, мне такие не встречались.Похоже , что не правильно подобрано и приходится усилять.При таком усилении неизвестно будет ли обеспечена совместная работа

[parabellum762]

Сообщение от igr поставить профиль большего сечения, удовлетворяющий расчету

Но ведь если не учитывать наличие алюмишки - расчет будет неправильный?

Сообщение от igr неизвестно будет ли обеспечена совместная работа

Обеспечить совместную работу - это уже второй вопрос. Вначале мне надо было понять - как считать это соединение. А когда методика расчета ясна - все остальное уже не проблема. Например, обеспечить совместную работу можно так:

В цехе сперва варится тавр с тонкой стенкой, потом к нему приставляются уголки, выставляется точный размер, чтобы алюминий можно было вставить без люфта, уголки привариваются. На объекте внутрь получившейся стойки вставляется алюминий, крепится саморезами. Финита ля комедиа.

[Alekceich]

друг когда поднимал машину хотел проставки из аллюминия ставить - порыв информацию, отказался - сталь+аллюминий=ускоренная коррозия.
П.С. Сам не разбирался, так что слышал, то говорю - прошу не пинать

[igr]

Да нет.Первый вопрос как обеспечить работу, а потом как считать.Для таких высот этажа проходят алюминиевые профили без усиления.Саморезами без расчетного шага установки совместную работу не обеспечить.

[parabellum762]

Сообщение от igr Да нет.Первый вопрос как обеспечить работу

совместную работу обеспечить можно. Вариантов - стопиццот. Чем Вам, к примеру, не нравится тот что я выложил?..

Сообщение от igr Для таких высот этажа проходят алюминиевые профили без усиления

Влегкую! Только дорого очень получается, и тендер выигрывают другие - те, кто правильно стальную раму посчитал...

Сообщение от igr Саморезами без расчетного шага установки совместную работу не обеспечить.

Можно и в лиру все запихать, как две стойки, соединенные друг с другом в нескольких местах - очень, я считаю, точный расчет получится.
Но прежде чем в лиру впихивать - надо же сечение подобрать....

[igr]

Интересный подход.Ставим без расчета профиль самый мелкий, выигрываем тендер, усиливаем.Совместную работы никакой Лирой не определишь есть она или нет.Лучше тогда просто всю нагрузку передать на стальной профиль.

[parabellum762]

Сообщение от igr Интересный подход.Ставим без расчета профиль самый мелкий, выигрываем тендер, усиливаем.

не-не-не, не так. Ставим стальную раму, на неё - всю нагрузку, к раме пришпандориваем самый дешевый профиль, выигрываем тендер.

Сообщение от igr Лучше тогда просто всю нагрузку передать на стальной профиль.

мы так и делали, а теперь вот не получается красиво, шибко торчит железяка, вот и приходится выёживаться.

[Ильнур]

Сообщение от parabellum762 ... когда методика расчета ясна - все остальное уже не проблема. Например, обеспечить совместную работу можно так:...

В принципе совместная работа обеспечивается в основном сплачиванием, работающим на срез (сдвиг). Усилия среза распределены вот так, сообразно законам распределения Q и парных сил (численно можно вычислить через "способ" Журавского):

[bigden]

ну да. нужно просто соединения на срез подобрать и все

[parabellum762]

Сообщение от Ильнур совместная работа обеспечивается в основном сплачиванием, работающим на срез (сдвиг)

а вот если я сделаю в Лире две параллельные стойки, одну - нагружу, вторую - прикреплю к первой с шагом 200 мм (типа шурупы) - это будет адекватная модель поведения конструкции?

[igr]

Не будет.Шаг не соответствует эпюре Q и не учитывается податливость стыка

[clerical]

Совместная работа подразумевает совместное восприятие внешних усилий. Для этого необходимо обеспечить в любой момент нагружения кривизну сплачиваемых элементов одного порядка. Очевидно, что в вашем случае никакой совместной работы не получится. Не надо ничего придумывать с приведенной жесткостью, пусть будет несущий стальной элемент и пусть будет алюминиевый молдинг, который надо сплачивать с несущим скользящей связью.

[igr]

Совершенно верно.Совместную работу в металле можно обеспечит сваркой, в древесине вклееными под углом 45 град. стальными анкерами.Остальные решения требуют обоснования.Маленькое дополнение необходимо обеспечить не только кривизну но и воспринять сдвиг между элементами

[bigden]

никакой не сваркой. т.е. и сваркой тоже. в любом сопромате написано, что совместность работы волокон обеспечивается восприятием продольнгых скалывающих усилий. а воспринять их могуть хоть сварка, хоть метизы, хоть клей.

[Jndtnxbr]

Совместную работу в металле можно обеспечит сваркой,

А также клепкой, болтами (Монреальский павильон), саморезами (конструкции из гнутиков), далее везде...

[igr]

Сварка 100% обеспечивает совместную работу, клепка, высокопрочные болты да, а саморезы не уверен.

[Ильнур]

Сообщение от clerical Совместная работа подразумевает совместное восприятие внешних усилий. Для этого необходимо обеспечить в любой момент нагружения кривизну сплачиваемых элементов одного порядка. Очевидно, что в вашем случае никакой совместной работы не получится. ...

Одинаковость кривизны обеспечить-то как раз и просто - малость пришурупил к друг-другу и все, натяг винтов (или заклепок) гарантированно обеспечить кривизну одинакового "порядка".
А вот сдвиг сложнее будет - тут усилия "другого" порядка, и действуют поперек шурупам. Небольшая податливость шурупов тут же "расслоит" сечение.
Но вобще-то на деле, думается, просто нужно почаще пришить, особенно к концам.

[igr]

Ильнур как всегда прав

[Sahnoff]

В алютехе есть системные алюм. стойки для холодного остекления - примени их. А как все это монтировать? Продумал? Я б на месте заказчика не принял бы этот узел. Решение не системное. Металл и алюм. электрохим коррозия.

[Samson8888]

Рассуждения и умозаключения почитать конечно интересно.
Но есть: Специальный курс. Металлические конструкции. Под общей редакцией член-корр. АН СССР, д-ра техн. наук проф. Н. С. Стрелецкого. М. - 1965 г.
В разделе втором рассматриваются строительные конструкции из аллюминиевых сплавов.
Цитата: К недостаткам ал. спл. относятся....низкий модуль упругости Е=710 000 кг/см2 (приводит к уменьшению устойчивости, к увеличению их деформаций и перемещений под нагрузкой). а так же более высокий, чем у стали, коэффициент линейного расширения (...=0.000023), вызывающий увеличение температурных деформаций по сравнению с аналог. стальн. констр.

Не приходилось еще сталкиваться с разностью температурных деформаций?
Очень неприятная штука. Порвет любой крепеж к черному металлу, или деформируется в местах крепежа. Поэтому к черному металлу крпится через изолирующие прокладки, не жестко.
Совместная работа с черным металлом не есть хорошо. А главное недопустимо. Мне так кажется.

[romabrew]

Уважаемые форумчане, аналогичный вопрос. Как у подобной алюминиевой со стойки со стальным усилением, посчитать момент инерции понятно,
а как посчитать момент сопротивления Wx ?
можно ли просто разделить Ix/h ?, т.е. по обычной сопроматовской формуле?
и с чем сравнивать потом допускаемые напряжения? с сигмой алюминия?

[Бахил]

В данном случае алюминий является декорацией.

[Гамадрил Гималайский]

Может быть привести сталь к алюминию, умножив момент инерции стальной стойки на коэффициент приведения, приняв его равным соотношению модулей упругости стали и алюминия.
Сложить полученный момент инерции стальной стойки с моментом инерции алюминиевого профиля и поделить на h.
Определить напряжение и сравнить с прочностью алюминия.

[romabrew]

Сообщение от Гамадрил Гималайский Может быть привести сталь к алюминию, умножив момент инерции стальной стойки на коэффициент приведения, приняв его равным соотношению модулей упругости стали и алюминия. Сложить полученный момент инерции стальной стойки с моментом инерции алюминиевого профиля и поделить на h. Определить напряжение и сравнить с прочностью алюминия.

я в принципе так и делаю, формально вроде все логично, но как то не могу сам себя убедить, что это правильно

[juri18]

А обеспечена ли совместная работа? Проскальзывание исключено?

[romabrew]

Сообщение от juri18 А обеспечена ли совместная работа? Проскальзывание исключено?

скольжение друг относительно друга есть. Но я не думаю,что в этом есть проблема, тк центральные оси Х отдельных профилей расположены практически рядом. Так что совместная работа, я полагаю, обеспечена, даже с проскальзыванием.

[romabrew]

Если кому интересно, как я решил эту задачу:
определил для себя два варианта решения
а) считаем допустимый момент, который несет алюминиевая часть, считаем момент, который несет стальная часть (Мдоп=R*Wx), складываем их и смотрим, чтобы они получились больше момента, возникающего в балке!
б) моделируем два стержня: алюм профиль со своими осями и жесткостью, и соответсвенно стальной со своими, и соединяем посередине связью , т.е. имитация того, что внутренний усилитель вставлен с зазором и жестко не связан с алюм профилем и может скользить в нем (аналог работы рессоры)

[Гамадрил Гималайский]

Интересное решение, а как Вы определили какая часть момента придется на стальную балку, а какая на алюминиевую? А то сломаются последовательно одна за другой, если на одну из них придется момента больше чем она может выдержать.
В сумме будет всё хорошо, а по отдельности несущей способности недостаточно.

[romabrew]

Сообщение от Гамадрил Гималайский Интересное решение, а как Вы определили какая часть момента придется на стальную балку, а какая на алюминиевую? А то сломаются последовательно одна за другой, если на одну из них придется момента больше чем она может выдержать. В сумме будет всё хорошо, а по отдельности несущей способности недостаточно.

Благо, что у меня в данной ситуации определяющим был прогиб стойки, а не напряжения. И как здесь писали

Сообщение от Бахил В данном случае алюминий является декорацией.

отчасти верно. Даже только стальная вставка понесет возникающий момент. (ну типа алюминиевую часть можно выкинуть их расчета).

Ну а если будет ситуация, когда все на тоненького-то я представляю совместную работу так: сломаться они не сломаются. Если вдруг!!! они включаются в работу неравномерно и один профиль берет 100% момента, который сможет взять (скорее всего алюминий), то напряжения в нем достигают площадки текучести, и все, больше нагрузки этот профиль не возьмет, и остаток момента будет воспринимать уже второй профиль (скорее всего стальной).

[Гамадрил Гималайский]

Ну если алюминий декорация, тогда действительно не важно

[romabrew]

Сообщение от Гамадрил Гималайский Ну если алюминий декорация, тогда действительно не важно

ну не совсем уж декорация, для прогиба он примерно четверть жесткости дает