[Nagay]

Интересует вот такой момент.

Имеем две главные балки ГБ-1 пролетом 13,0м (профиль-сварной двутавр) в разных уровнях (см. прилагаемую схему). На эти балки опираются косоуры К-1 пролетом 6,5м (профиль-сварной двутавр) с шагом 2,4м.
Вопрос: нужно ли при расчете верхней ГБ-1 на изгиб учитывать кручение от одностороннего примыкания косоуров или эти косоуры буду работать как распорки и кручения не будет?

Заранее благодарен
[ATTACH]1170254912.jpg[/ATTACH]

[Валера_И]

[quote="Nagay"]

Я бы учел крутящий момен, возникающий в главных балках от вертикальной сосредоточенной нагрузки , приложенной с эксцентриситетом к опоре второстепенной балки. Болтовое соединение наверное шарнирное - надо глянуть узлы. Если шарнирное, то опорного момента во второстепенной балке нет, и он не передаётся как крутящий момент на главную балку.

[Nagay]

Примыкание косоура к гл.балке-шарнирное классическое
Опорная реакция имеет эксентриситет по отношению к нейтральной оси гл. балки 120мм.

Даю схемку узла.
[ATTACH]1170257218.jpg[/ATTACH]

[wjea]

Nagay
Закручивание сечения в этом случае надо считать. И исходя из смещения точки приложения, и, из прогиба ломанной балки. Я бы не сказал, что четыре болта на срез, даже “чёрных” являются классическим шарниром.

[mms2000]

кручение возникнет елси опорные узлы ГБ не дают возможности поворота поперек оси, т.е. способны воспринимать крут момент от эксцентриситета реакции от К1. Если просто болты по нижней полке можно упрощенно принять свободным кручением и тогда вам повезло. Если жесткая заделка будет - стесненное кручение - не повезло.

[Валера И]

Сообщение от mms2000 кручение возникнет если опорные узлы ГБ не дают возможности поворота поперек оси, т.е. способны воспринимать крут момент от эксцентриситета реакции от К1. Если просто болты по нижней полке можно упрощенно принять свободным кручением и тогда вам повезло. Если жесткая заделка будет - стесненное кручение - не повезло.

Загнать главную балку в СКАД - 30 минут. Просчитать варианты - еще 30 минут. Я бы построил балку "как есть" - первый раз, чтоб знать на будущее. Мне кажется, увеличение эквивалентного напряжения - не более 3...5%. Но просчитать первый раз надо.

"Как есть" - значит полностью из конечных элементов 44 - оболочка.

А вообще http://dwg.ru/dnl/1752 и другие серии по металлу. Там есть нагрузки и огромный опыт КМ.

[mms2000]

Валера И

я против загоняния главной балки в Скад в случае свободного кручения - все формулы давно получены в аналитическом виде.

стесненное кручение - там да нужен расчет, желательно "как есть". А вообще не надо проектировать стесненное кручение.

[Aragorn]

Мне кажется, увеличение эквивалентного напряжения - не более 3...5%

Исходя из опыта, момент инерции кручения незамкнутого сечения, который входит в формулу определения касательных напряжений, возникающих от кручения (см. учебник по сопромату), в 500-1000 раз больше (навскидку) эквивалентного по характеристикам такого же, но замкнутого сечения. В результате этого главная балка будет иметь значительные касательные напряжения, которые будут возрастать к опорам. 3..5% - не согласен. Нужно просто взять формулу из сопромата и посчитать, расчет не сложный.

А вообще не надо проектировать стесненное кручение

. Полностью согласен. В СНиПе не зря ничего не сказано про кручение, так как в строительных конструкциях его нужно стараться избегать, так как трудно поддается расчету. В данном случае вообще не понятно, как считать. Ведь сам косоур в какойто мере не дает поворачиваться главной балке. А если учесть, что перерезывающее усилие передается только на стенку балки через вертикальные швы, и болтовой узел идеально шарнирный, то экцетриситета никакого не будет. Но ведь идеального шарнира не бывает. Поэтому мое предложение сделать балку замкнутого сечения (из 2-х швеллеров).

[Валера И]

Если предположить худший вариант - жесткий узел. Тогда можно просто высчитать угол поворота второстепенной балки на опоре. Затем это угловое перемещение приложить к главной балке. И просчитать в сумме с другими загружениями. Возможно номер сечения будет больше на ступень. Но замкнутый профиль мне кажется излишним.

Естественно, поворот второстепенной балки считать как для шарнирной опоры.

[Nagay]

Сообщение от Валера И Загнать главную балку в СКАД - 30 минут. Просчитать варианты - еще 30 минут. Я бы построил балку "как есть" - первый раз, чтоб знать на будущее. Мне кажется, увеличение эквивалентного напряжения - не более 3...5%. Но просчитать первый раз надо. "Как есть" - значит полностью из конечных элементов 44 - оболочка. А вообще http://dwg.ru/dnl/1752 и другие серии по металлу. Там есть нагрузки и огромный опыт КМ.

Да в том то и дело, что уже считал. И доля нормального напряжения от бимомента может доходить до 80%. В скаде, кстати, считать не пробовал, но говорили, что херня получается, лучше использовать ансис.

Так вот, если учитывать бимомент, непомерно увеличивается сечение главной балки. Поехал я в УПСК к ГИПу, который консультирует наших инженеров, так он говорит, что кручения не будет, косоур работает, как распорка, проверять надо только ребро на устойчивость. Но он сказал и все, а некоторым потом подписи ставить и отвечать. Я, конечно, посчитаю и законструячю с учетом кручения, но все же хочется докопаться до истины: нужно или нет учитывать кручение? Ведь открыть хотя бы учебника Файбишенко, где пишется, что "при одностороннем примыкании вспомогательных балок к главным от изгиба вспомогательных балок возникает кручение главной балки, что крайне нежелательно. Для предотвращения этого явления в стыке с противоположной вспомогательной балке стороны устраивают ребро жесткости, а под вспомогательную балку вводят косынки, привариваемые к стенке и полкам главной и вспомогательной балок". Т.е. делают жесткое соединение и расчитывают толькона изгиб? Мне это вобще непонятно.

[Валера И]

Забрось геометрическую схему с нагрузками, пожалуйста.

[Nagay]

Даю расчетную схему с нагрузками.
Сечения еще не считал, все в состоянии прикидки.
[ATTACH]1170322198.jpg[/ATTACH]

[Валера И]

Сообщение от Nagay Даю расчетную схему с нагрузками. Сечения еще не считал, все в состоянии прикидки. [ATTACH]1170322198.jpg[/ATTACH]

Косоуры 45БС1
Главная балка 70БС3

Нагрузки на все балки 1.5 т/мп

Эквивалентное напряжение по энергетической теории прочности не выходит из 1800 кг/см2

При уменьшении сечения балки на 1 ступень (70БС2, или 50БС4) эквивалентное напряжение скачкообразно увеличивается (2220 кг/см2 и 2370 кг/см2 соответственно).



Просчитал как шарнир с эксцентриситетом 120мм, так и жесткое сопряжение. Результат отличается на 5%.
[ATTACH]1170328345.rar[/ATTACH]

[Glorius]

Сообщение от Nagay Даю расчетную схему с нагрузками. Сечения еще не считал, все в состоянии прикидки. [ATTACH]1170322198.jpg[/ATTACH]

Не хилая конструкция! Это ж какая мощная ГБ-1 получится!?

[Nagay]

Сообщение от Валера И Косоуры 45БС1 Главная балка 70БС3 Нагрузки на все балки 1.5 т/мп Эквивалентное напряжение по энергетической теории прочности не выходит из 1800 кг/см2 При уменьшении сечения балки на 1 ступень (70БС2, или 50БС4) эквивалентное напряжение скачкообразно увеличивается (2220 кг/см2 и 2370 кг/см2 соответственно). Просчитал как шарнир с эксцентриситетом 120мм, так и жесткое сопряжение. Результат отличается на 5%.

Надо уточнить, 5% - это разница между чем и чем? Если это разница между шарнирным и жестким вариантами опирания косоура на гл. балку (следовательно, и схемой возникновения кручения в гл. балке - в одном случае вертикальная сила с экцентриситетом, в другом - непосредственно крутящий момент), тогда может быть. Но это ответ на следующий вопрос: как лучше законструировать одностороннее примыкание косоура к гл. балке при ее расчете на изгиб с учетом кручения?

Сейчас вопрос однако стоит другой, "причинный": учитывать в данном случае кручение или нет? Есть ли аргументы, на основании которых эффектом кручения можно пренебречь?
Неужели на эту тему не проводилось никаких исследований? По крайней мере, хоть какие-то научные статьи должны же быть?

...Когда я писал в посте №10 про 80%, имелось ввиду следующее. Если считать балку только на изгиб, нормальные напряжения составят, к примеру, 1. Если же учесть еще и кручение, то эти же нормальные напряжения могут вырасти в 1,8 раза за счет бимомента (для двутаврового сечения).

[Валера И]

Сообщение от Nagay Сообщение от Валера И Косоуры 45БС1 Главная балка 70БС3 Нагрузки на все балки 1.5 т/мп Эквивалентное напряжение по энергетической теории прочности не выходит из 1800 кг/см2 При уменьшении сечения балки на 1 ступень (70БС2, или 50БС4) эквивалентное напряжение скачкообразно увеличивается (2220 кг/см2 и 2370 кг/см2 соответственно). Просчитал как шарнир с эксцентриситетом 120мм, так и жесткое сопряжение. Результат отличается на 5%. Надо уточнить, 5% - это разница между чем и чем? Если это разница между шарнирным и жестким вариантами опирания косоура на гл. балку (следовательно, и схемой возникновения кручения в гл. балке - в одном случае вертикальная сила с экцентриситетом, в другом - непосредственно крутящий момент), тогда может быть. Но это ответ на следующий вопрос: как лучше законструировать одностороннее примыкание косоура к гл. балке при ее расчете на изгиб с учетом кручения? Сейчас вопрос однако стоит другой, "причинный": учитывать в данном случае кручение или нет? Есть ли аргументы, на основании которых эффектом кручения можно пренебречь? Неужели на эту тему не проводилось никаких исследований? По крайней мере, хоть какие-то научные статьи должны же быть? ...Когда я писал в посте №10 про 80%, имелось ввиду следующее. Если считать балку только на изгиб, нормальные напряжения составят, к примеру, 1. Если же учесть еще и кручение, то эти же нормальные напряжения могут вырасти в 1,8 раза за счет бимомента (для двутаврового сечения).

По моему, можно пренебречь. Но это каждый решает сам для себя, после анализа конкретной схемы.

Интересно. У косоуров установил шарнирно-подвижную опору. Эквивалентное напряжение не выходит за рамки 1600 кг/см2. Значит, главную балку можно уменьшать.

[Разработчик]

Nagay

Да в том то и дело, что уже считал. И доля нормального напряжения от бимомента может доходить до 80%.

Ну как не учитывать при такой-то доле. Но...

Поехал я в УПСК к ГИПу, который консультирует наших инженеров, так он говорит, что кручения не будет, косоур работает, как распорка,

Тоже резонно. Давайте разбираться.
Вы наверняка взяли балку и нагрузили ее крутящими моментами и силами. Если бы в местах креплений висели грузы, то все было бы верно и надо было бы учитывать кручение именно по такой схеме.
Но Ваши косоуры при таком способе крепления действительно могут ограничивать угол закручивания ГБ.
Надо:
1. Оценить (расчитать) угол поворота опорного сечения косоура из расчета его как свободно опертой балки. Утверждение Aragornа, что

момент инерции кручения незамкнутого сечения, который входит в формулу определения касательных напряжений, возникающих от кручения (см. учебник по сопромату), в 500-1000 раз больше (навскидку) эквивалентного по характеристикам такого же, но замкнутого сечения.

неверно, все как раз наоборот и потому крутильной жесткостью ГБ можно на этом этапе пренебречь.
2. К этому углу нужно добавть угол, который может образоваться в креплении из-за люфта - расчитывается по допускам.
3. Раз уж Вы проделали расчет ГБ на кручение - сопоставьте полученный угол с расчетными углами закручивания ГБ в местах крепления косоуров. Там где угол закручивания больше косоур работает как распорка, где меньше - нет. Если имеет место превышение - пропорционально разнице уменьшите момент и пересчитайте. Через пару итераций будете иметь искомый результат.

[Jeka]

Сообщение от Nagay Примыкание косоура к гл.балке-шарнирное классическое Опорная реакция имеет эксентриситет по отношению к нейтральной оси гл. балки 120мм. Даю схемку узла. [ATTACH]1170257218.jpg[/ATTACH]

Интересно, почему Вы решили что эксцентриситет от опорной реакции равен 120 мм. Почему до болтов и не, например, до края второстепенной балки, где исчезают полки сечения. И вообще, почему Вы решили, что этот самый эксцентриситет вообще есть. Физическая передача усилия еще не означает что в этом месте опора вашей расчетной схемы. Например стык на болтах можно устроить в метре от оси ГБ, и тогда что эксц. будет метр. Тут нужно разобраться, что есть опора, которая препятсявует вертикальным перемещениям.

Разработчик
В предложенном Вами итерационном процессе каким-то образом нужно учитывать, что сечение второстепенной балки переменной жесткости. Ведь фасонка крепления не имеет полок и ее жесткость в 5-7 раз ниже. В этом то как раз и есть шарнир- при определенном моменте фасонка просто потечет с образованием шарнира пластичности и угол поворота на конце балки и на конце фасонки будут различными.
Также мне не понятно на какой крутящий момент следует считать угол закручивания ГБ на начальной итерации.

Возможно я ошибаюсь, но я в данном случае делаю так. Беру момент сопротивления фасонки W, умножаю на Ry и получаю макс. момент, который может передать фасонка на балку. Этот момент использую как дополнительный крутящий.

[Разработчик]

В предложенном Вами итерационном процессе каким-то образом нужно учитывать, что сечение второстепенной балки переменной жесткости.

Не нужно. Не принципиально. Разница в угле поворота на опоре меньше общей погрешности расчетной схемы.

Ведь фасонка крепления не имеет полок и ее жесткость в 5-7 раз ниже. В этом то как раз и есть шарнир- при определенном моменте фасонка просто потечет с образованием шарнира пластичности и угол поворота на конце балки и на конце фасонки будут различными.

Упаси Вас Он проектировать ее толщину на "потечет при эксплуатационных нагрузках". А если не течет, то деформациями ее можно пренебречь.

Также мне не понятно на какой крутящий момент следует считать угол закручивания ГБ на начальной итерации

Первая итерация, судя по посту 10 уже сделана.

[Валера И]

Сообщение от Разработчик В предложенном Вами итерационном процессе каким-то образом нужно учитывать, что сечение второстепенной балки переменной жесткости. Не нужно. Не принципиально. Разница в угле поворота на опоре меньше общей погрешности расчетной схемы. Ведь фасонка крепления не имеет полок и ее жесткость в 5-7 раз ниже. В этом то как раз и есть шарнир- при определенном моменте фасонка просто потечет с образованием шарнира пластичности и угол поворота на конце балки и на конце фасонки будут различными. Упаси Вас Бог проектировать ее толщину на "потечет при эксплуатационных нагрузках". А если не течет, то деформациями ее можно пренебречь. Также мне не понятно на какой крутящий момент следует считать угол закручивания ГБ на начальной итерации Первая итерация, судя по посту 10 уже сделана.

Короче стройте 3-d модель и считайте по деформированной схеме.

Склоняюсь к тому, что ГИП прав.

[Glorius]

Господа, а по какой оси направлена опорная реакция ГБ-1 от действия косоура К-1?

[Валера И]

Сообщение от Glorius Господа, а по какой оси направлена опорная реакция ГБ-1 от действия косоура К-1?

Как закрепишь К1 на дальней опоре, так и будет.

[Nagay]

Сообщение от Jeka ...Физическая передача усилия еще не означает что в этом месте опора вашей расчетной схемы. Например стык на болтах можно устроить в метре от оси ГБ, и тогда что эксц. будет метр. Тут нужно разобраться, что есть опора, которая препятсявует вертикальным перемещениям. Разработчик В предложенном Вами итерационном процессе каким-то образом нужно учитывать, что сечение второстепенной балки переменной жесткости. Ведь фасонка крепления не имеет полок и ее жесткость в 5-7 раз ниже. В этом то как раз и есть шарнир- при определенном моменте фасонка просто потечет с образованием шарнира пластичности и угол поворота на конце балки и на конце фасонки будут различными. Также мне не понятно на какой крутящий момент следует считать угол закручивания ГБ на начальной итерации.

Интересно, это каким же образом можно устроить стык на болтах в метре от оси ГБ?

Теперь по существу.
Данный узел можно без особого труда подогнать под «серийный» (2.440-2), чтобы фасонка не «потекла». Здесь я согласен с Разработчиком – этим действительно можно пренебречь.

А вот по поводу эксцентриситета, тут действительно нужно разбираться. Ведь если смотреть узел 20 той же серии (вариант Б), опорная реакция передается на гл. балку по нейтральной оси без эксцентриситета. Такое приложение опорной реакции является самым неблагоприятным при расчете стенки косоура и фасонки на изгиб и срез, а также сварных швов. Но, считаю, если рассчитывать гл.балку, эксцентриситет приложения опорной реакции необходимо максимально отдалить от нейтр. оси гл.балки, приложив, к примеру, в центре тяжести сварных швов крепления фасонки к стенке косоура (предварительно я принял е=120мм - до болтов, чтобы начать обсуждение возникшей проблемы).
Это и будет исходным положением для расчета ГБ на кручение (предложение Разработчика).

В общем, поддерживаю методику Разработчика. Интересен уже сам результат – работают ли косоуры, как распорки, или нет?

[Glorius]

Сообщение от Валера И Сообщение от Glorius Господа, а по какой оси направлена опорная реакция ГБ-1 от действия косоура К-1? Как закрепишь К1 на дальней опоре, так и будет.

А в данном конкретном случае?
По серии 2.440-2 узел 20 вариант "Б" некая сила Qпр направлена по геометрической оси ГБ-1, причем направлена вниз, что сразу навело меня на мысль, что это не опорная реакция К-1 (может я ошибаюсь). Вообще логичнее было бы сместить ось.

Я сейчас разрабатываю похожую конструкцию. Кручение учитывать не буду, но по поводу оси действия опорной реакции хотел бы разобраться.