Непонятки в СНиПах

Непонятки в СНиПах · 17.02.2006, 11:41

Уважаемые коллеги!
Открытию данной темы меня сподвигнула активность форумчан в обсуждении темы:
http://dwg.ru/forum/viewtopic.php?t=6413
Аналогичных вопросов, навскидку, я могу с десяток назвать из разных СНиПов:

1. СНиП 11-23-81* Стальные конструкции:

Цитата:

13.21. При применении крестовой решетки связей покрытий допускается расчет по условной схеме в предположении, что раскосы воспринимают только растягивающие усилия.
При определении усилий в элементах связей обжатие поясов ферм, как правило, учитывать не следует.

И из ПОСОБИЯ по проектированию...к СНиП 11-23-81*:

Цитата:

п.5.18(5.10). Для определения доп.усилий в раскосах перекрестной решетки... Получаемое т.о. доп.усилие в раскосах от обжатия поясов стержня сжимающей силойнеобходимо прибавить к усиусилию в раскосах от условной (или фактической) поперечной силы Q.

Итак, непонятки:
а) Рассчитывая крестовую связь по методам строймеха или по расчетным программам однозначно: одна ветка сжата, другая - растянута! Известно, что при подборе сечений определяющим явл-ся сжатие.
б) Что же нам советуют? Пусть сжатая ветвь теряет устойчивость (исключаем из работы) , а пояс и другая ножка (чуть больше растянется) и с этим справится. А при знакопеременной (горизонтальной) нагрузке сломанная (раньше была сжатой) ножка выпрямится - растянется? а другая (станет сжатой) поломается...? Что в итоге?
PS
Другие СНиПы пока не трогаю, но меня еще очень многое тревожит в наших нормах: и непонятки, и неоднозназность, и нереалистичность, и академдекларированность...
Надеюсь эта ветка может стать постоянной и пополняться по мере возникновений непоняток.
Одновременно, в какой-то степени - это призыв нашим законодателям (СНиПописателям) к совершенствованию норм.
Заранее благодарю всех за участие в обсуждении этого и других вопросов. Ждать долго не будете.
Вопросы никогда не кончатся. Такая у нас работа.
Удачи!

p_sh · Регистрация: 19.06.2005

Цитата:

б) Что же нам советуют? Пусть сжатая ветвь теряет устойчивость (исключаем из работы) , а пояс и другая ножка (чуть больше растянется) и с этим справится. А при знакопеременной (горизонтальной) нагрузке сломанная (раньше была сжатой) ножка выпрямится - растянется? а другая (станет сжатой) поломается...? Что в итоге?

здесь, вероятно, не стоит утверждать о потере устойчивости элемента, а только о излишней деформации, в следствие большой гибкости и малости деформации укорочения-удлинения элемента связи (поэтому видимо и не ломается при обычных нагрузках)...

EUDGEN · 17.02.2006, 13:29

p_sh
Рад Вас приветствовать! Комплименты те же!
Знаю, язык инженера - чертеж (схема), выставляю:
PS
Масштаб СКАДа искажен, желая скрестить картинки...
Рама: пролет 6 м, высота 4.2 + 1.8: Нагрузки - только горизонтальные, знакопеременные. Усилия в связях, как и предполагалось: один сжат, другой - растянут.
Следуя СНиПу, надо было проигнорировать сжатой связью и подобрать сечение только растянутой и принять обе одинаковыми. Сейчас проверю - думаю картинка будет другой...
[ATTACH]1140172190.jpg[/ATTACH]

p_sh · 17.02.2006, 14:04

ожидается, по сравнению с первым подбором уменьшение сечения связи (гибкость сопоставима с нормативной, т.к. по прочности и запас
[ATTACH]1140174292.rar[/ATTACH]

p_sh · 17.02.2006, 14:19

но в результате , в связи ,оценочно, получится усилие растяжения 50т

сечение 100*6?
[ATTACH]1140175192.rar[/ATTACH]

p_sh · 17.02.2006, 14:24

:?: :?:
а в вашем случае (по прикидкам в кристалле) на сжатие 30т д.б. сечение 140*7
[ATTACH]1140175484.rar[/ATTACH]

EUDGEN · 17.02.2006, 14:38

p_sh
1. Маленькое замечание: в КРИСТАЛе сжатие - со знаком "-".
2. Я к чему задал вопрос: рекомендации, читай указания в СНиПах д.б. корректными и однозначными, либо с примечаниями... И пренебрегать фактором сжатия в элементах я не могу...

alle · Регистрация: 11.08.2005

Цитата:

Сообщение от EUDGEN

Итак, непонятки:
а) Рассчитывая крестовую связь по методам строймеха или по расчетным программам однозначно: одна ветка сжата, другая - растянута! Известно, что при подборе сечений определяющим явл-ся сжатие.

Это верно. При горизонтальной нагрузке я обычно считаю в ANSYS такие дела элементом LINK10 (билинейный элемент с переменным статусом, на сжатие/растяжение в зависимости от ключа не работающий). Если надо делать модальный анализ такой системы - учитываю т.н. "струнный эффект" (pstres,1)
Одна из связей выключается из работы усилие в другой удваивается (если конечно не учитывать отпорность сжатого).
Подбираю сечение на растяжение.
Данный вид связи судя по расчетам (да и по наблюдениям в натуре) прекрасно справляется со своей работой - повышает жесткость при горизонтальных воздействиях.
Естественно при проектировании системы связей надо и о распорках не забывать - одними крестами не обойтись.

Цитата:

Сообщение от EUDGEN

А при знакопеременной (горизонтальной) нагрузке сломанная (раньше была сжатой) ножка выпрямится - растянется? а другая (станет сжатой) поломается...? Что в итоге?

Строительные конструкции работают как правило при благоприятных циклических режимах, поэтому такая вещь может не учитываться. То есть она учитывается опосредованно через конструктив (группа конструкций).
Таких много можно примеров привести.
Если вы зададитесь целью и посчитаете НДС фасонки - со всеми швами, загагулинами и т/п. то обнаружите что это один сплошной концентратор. Напряжения (локальные) даже с учетом пластики там немалые. Но стоит же тем не менее...

По моему есть какие то рекомендательные огранчения (типа режима работы и грузоподъемности кранов). Я у наших дедов уточню - они СНиПы ходячие...

p_sh · 17.02.2006, 15:08

Цитата:

Сообщение от EUDGEN

p_sh
1. Маленькое замечание: в КРИСТАЛе сжатие - со знаком "-".
2. Я к чему задал вопрос: рекомендации, читай указания в СНиПах д.б. корректными и однозначными, либо с примечаниями... И пренебрегать фактором сжатия в элементах я не могу...

в сообщении 6 я так и сделал:
30т растяжение - (по усилиям растянутой ветки на вашей РС)
50т растяжение - по оценочным усилиям при односторонней работе элементов связи только на растяжение
-30т сжатие - (по усилиям сжато ветки на вашей РС)

[ATTACH]1140175484.rar[/ATTACH]

EUDGEN · 19.02.2006, 13:29

alle
p_sh

Цитата:

Это верно. При горизонтальной нагрузке я обычно считаю в ANSYS такие дела элементом LINK10 (билинейный элемент с переменным статусом, на сжатие/растяжение в зависимости от ключа не работающий). Если надо делать модальный анализ такой системы - учитываю т.н. "струнный эффект" (pstres,1)
Одна из связей выключается из работы усилие в другой удваивается (если конечно не учитывать отпорность сжатого).
Подбираю сечение на растяжение.
Данный вид связи судя по расчетам (да и по наблюдениям в натуре) прекрасно справляется со своей работой - повышает жесткость при горизонтальных воздействиях.
Естественно при проектировании системы связей надо и о распорках не забывать - одними крестами не обойтись.

1. Посколько в ваших постах конкретные выводы не обозначены, думаю, в указанном пункте СНиПа, относительно крестовых связей,
вы противоречий не находите...
2. Если п.1 - ответ "да" (противоречий нет), то вопрос несколько видоизменится, и уже станет вопросом моделирования РС, при учете возможного выключения определенных (сжатых) КЭ из работы, с последующим восстановлением своих функций (при знакопеременной нагрузке).
3. Я вот о чем: Рекомендации (указания или требования) СНиПа по указанному пункту, видимо приемлемы для определенных условий работы крест.связей и при ручных (прикидочных) расчетах. Думаю, авторам этого пункта надо было все ж дать конкретное примечание... (не буду академиков учить!).
При автоматизированных расчетах больших РС, при совокупном учете многих факторов, учесть такие указания проблематично. Да, есть "МОНТАЖ" в Лире... Да, можно несколько вариантов крутануть - если нет "МОНТАЖА"... НО:
4. Если имеется возможность просчитать РС - численную модель натурной схемы, и учесть (на мой взгляд и ум) реалистичные силовые факторы, то предлагаемое указание становится рекомендательным и не более...!
PS
Может я зациклился и ошибаюсь, подскажите...
Посмотрите картинку реальной башни - дымовой трубы (на высоте 1.200 глушитель 10 тонн весом. Это объект ТЭЦ 10мегаватт. На отом объекте были проблемы с вибрациями и др...
Правда, это к теме не относится...
[ATTACH]1140344976.jpg[/ATTACH]

p_sh · 19.02.2006, 13:47

Цитата:

...НО:[/b]
4. Если имеется возможность просчитать РС - численную модель натурной схемы, и учесть (на мой взгляд и ум) реалистичные силовые факторы, то предлагаемое указание становится рекомендательным и не более...!

к сожалению не могу процитировать, но постараюсь изложить близко к тексту (положение норм или рекомендаций): "принятые упрощения и гипотезы в РС не должны быть критическими"
Для расчета связей данное упрощение, видимо, в подавляющем большинстве случаев не является критическим.

p_sh · 19.02.2006, 16:06

Цитата:

пренебрегать фактором сжатия в элементах я не могу...

но нормы это разрешают.

alle · 19.02.2006, 18:28

Если имеется возможность просчитать РС - численную модель натурной схемы, и учесть (на мой взгляд и ум) реалистичные силовые факторы, то предлагаемое указание становится рекомендательным и не более...!

Плохо понимаю, EUGIEN, если честно, к чему вы клоните.
Работа связей по растянутой схеме на горизонтальные нагрузки - не новость. Такие связи используются и весьма успешно уже несколькими поколениями строителей. И зачем в СНиПах рекомендации относительно приемов использования тех или иных софтов, конечных элементов и пр? Для этого есть книжки, справочники, форумы и т.д.

Посмотрите картинку реальной башни - дымовой трубы (на высоте 1.200 глушитель 10 тонн весом. Это объект ТЭЦ 10мегаватт. На отом объекте были проблемы с вибрациями и др...

Поясните пожалуйста подробнее -что за проблемы, при какой скорости ветра и т.д. Интересно. Кстати вы читали диссертацию Остроумова или его статьи в ПГС?

EUDGEN · 19.02.2006, 20:03

alle
1. Спасибо за рекомендации...дайте ссылка на Остроградского - не знаком...
2. С башней проблема какая? Во-первых: сейсмика 8 баллов и Кпси=1.5. Во-вторых: если не учитывать сжатие в связях на такие силовые воздействия - полученные перемещения и усилия трудно обосновать. Заметьте, к глушителю подходят газоходы из здания ТЭЦ. Я не технолог - цифр не помню, но в секунду сжигается сотни кубов газа и выхлопные газы вылетают с громадной скоростью - вся башня трясется. Это только от газоходов. Ветер или сейсмика тоже не шутки...
3. К чему я клоню? Считаю: неучет на сжатие в крестовых связях - волевое решение СНнПописцев, т.к. по всем законам строймеха такие факторы возникают. И главное для таких сооружений - максимально использовать все ее потенцальные возможности.
4. И последнее: одна панелька - это игрушка, а схема, в которой не знаешь какая нога и на какой высоте будет сжатой, применить такую рекомендацию проблематично, ЯТД - не на пользу, а во вред!
PS
Жаль - не нашел Вашей поддержки...

wjea · 19.02.2006, 20:24

EUDGEN

Мне не совсем ясно, с каких соображений, Вы вдруг приравняли, раскосы пристранственной башни, к указаниям касающимся сугубо связевых элементов? Здесь совершенно другая опера.

novinkov · 20.02.2006, 10:40

Неучет в работе сжатых ГИБКИХ связевых элементов - обычная проектная практика. Но эти элементы должны быть ГИБКИМИ. В старых учебниках по металлоконструкциям обычно приводилась фраза что-то вроде "при гибкостях связевых элементов СВЫШЕ 200, допускается не учитывать работу сжатых элементов, а вся нагрузка должна восприниматься растянутыми раскосами". Цифра 200 взята из учебника Муханова "Металлические конструкции", сама цитата недословная, но за смысл ручаюсь.
На диаграмме зависимости нагрузки P от перемещения delta обобщенной жесткостью системы будет отношение приращения P к приращению delta. Для ГИБКИХ внецентренно сжатых стержней эта зависимость нелинейная с самого начала работы. По мере роста нагрузки жесткость системы (угол наклона касательной P к delta)падает. В момент условной потери устойчивости жесткость сжатого стержня равна нулю. Из-за перераспределения жесткостей происходит перераспределение нагрузки - вся нагрузка начинает восприниматься растянутым раскосом.
Если потеря устойчивости происходит в УПРУГОЙ стадии, т.е. для ГИБКИХ стержней - ничего страшного не происходит. Более того, до потери устойчивости в чистом виде (до предельной точки на диаграмме P-delta) дело не доходит. Из-за упомянутого перераспределения нагрузок происходит разгрузка сжатого стержня и рановесным является промежуточное состояние системы.
Все выше сказанное относится не только к горизонтальным связевым фермам, но и решеткам с гибкими (прутковыми) раскосами, например в радиорелейных башнях, фермах подвески контактой сети на железных дорогах (фермы с раскосно-крестовой решеткой) и т.д.
Напомню про ограничение - ВЫКЛЮЧЕНИЕ СТЕРЖНЯ ИЗ РАБОТЫ ДОЛЖНО ПРОИСХОДИТЬ В УПРУГОЙ СТАДИИ, т.е. этот принцип применим только к ГИБКИМ стержням.
Если гибкость стержня находится в обычном диапазоне (до 150), то конечно, он воспринимает сжатие, и его потеря устойчивости НЕ ДОПУСКАЕТСЯ (потеря устойчивости будет происходить в упруго-пластической стадии).
Претензии к СНиП II-23-81 на мой взгляд должны заключаться в том, что он не оговаривает диапазон применимости п.13.21, т.е. для каких гибкостей справедливо это допущение.

alle · 20.02.2006, 10:56

Цитата:

Сообщение от novinkov

Неучет в работе сжатых ГИБКИХ связевых элементов - обычная проектная практика. .

Добавлю от себя, что тем бешеным усилиям, которые получаются в результате расчета не с линком десятым, а с восьмым соответствуют на самом деле небольшие перемещения (стестняемые элементом) - порядка нескольких мм.
А кстати - касаемо решетки радиобашен, не встречалось ли вам в нормативно-технической литературе рекомендуемая величина преднапряжения?
Обычно в расчетах я беру ее равной нулю и пульсационную составляющую по СНиП нахожу с psrtes,1 при уровне нагруженности который соответствует средней составляющей (по аналогии с мачтами). Хотя на практике бывает что эти самые тяжи вообще ослаблены и болтаются. В этом случае, по идее, надо задавать LINK10 с отриц. преднапряжением - то бишь с зазором. Частота с учетом струнного эффекта меняется при этом весьма значительно.

novinkov · 20.02.2006, 12:05

to alle:
Я не знаю нормативно-технической документации, которая бы НОРМАТИВНО регулировала уровень преднапряжения в башнях. Но в рамках халтуры по линии промбезопасности я видел типовой (??) проект башни радиорелейной связи с раскосами из прутка. Натяжные устройства были предусмотрены, но использовались только для "выборки стрелки свободного провисания", без создания преднапряжения. Разработчика проекта не помню, но башня принадлежит одному из железнодорожных узлов - возможно, разработчик ведомственный проектный институт. Башня - треугольная в плане, высота 40.5м.
Что касается LINK10 в расчете на собственные частоты. Я обычно использую все-таки LINK8 с уменьшенной вдвое жесткостью. Т.е. считаю, что в крестовой решетке два стержня с половинными жесткостями эквивалентны одному растянутому стержню с реальной жесткостью. На следующем этапе (после определения собственных частот и собственных форм), когда рассматривается уже расчет на пульсацию, я обнуляю жесткость сжатого раскоса и удваиваю жесткость растянутого. Естественно, в модальном анализе заказываю вывод элементных результатов. Хотя в модальном анализе они не имеют физического смысла, но позволяют дать распредление усилий с учетом знака. На мой взгляд использование LINK10 с опцией pstress допустимо, если заранее известна форма колебаний. Я не очень понимаю, как использовать pstress для второй и последующей форм, если форма колебаний еще неизвестна, а брать статус LINK10 из результатов загружения статической ветровой нагрузкой и переносить его на высшие формы, на мой взгляд, не вполне корректно. Хотя по большому счету, разница в результатах с использованием LINK8 и LINK10 не должна быть значимой, а выбор - лишь вопрос привычки и вкуса
Что касается учета преднапряжения, то он одинаков и в LINK8, и в LINK10. Вопрос лишь в том какую адекватную величину прослабления назначить. Я не знаю ответа.
Я думаю, что все эти вопросы выходят за рамки топика, и его автор будет не очень доволен обсуждениями за рамками темы.

EUDGEN · 20.02.2006, 12:12

novikov
Спасибо за разъяснение!
alle
Благодарю за вдумчивость и рассуждения!
vjea
Не только к связям покрытий... Смотрим "Рук-во по проектироанию одноэт. и многоэт. произв. зданий со стальным каркасом в сейсморайонах" М.1977. ЦНИИПРОМЗДАНИЙ СССР. :

Цитата:

ПРИЛОЖЕНИЕ 2
ПРИМЕР РЕШЕНИЯ вертик. крест. свзей между колоннами ...
...Расчетное гориз.сейсм. усилие которое передается на связевую систему, воспринимается растягиваемыми диаг. эл-тами и рамой. Сжим. усилия в диаг. элем-тах не учитывается, так как при сжатии связи могут терять устойчивость".

К сожалению, электронной версии нет...
PS
Допускаю следующую интерпретацию указаний (моя редакция):
В расчетной схеме стального каркаса с крестовыми связями между колонн допускается не проверять устойчивость сжатого диагонального элемента, а сечение принять по растянутому элементу, при гибкости не более 200.
Можно обсудить...

alle · 20.02.2006, 12:23

Цитата:

Сообщение от novinkov

to alle:
Я не очень понимаю, как использовать pstress для второй и последующей форм, если форма колебаний еще неизвестна, а брать статус LINK10 из результатов загружения статической ветровой нагрузкой и переносить его на высшие формы, на мой взгляд, не вполне корректно. .

По моему все логично - исходя из физического смысла средней составляющей. При расчете мачт кстати тот же принцип, тем более, что для башен по сути и важна только первая форма (изредка вторая, которая дает до 10% увеличения усилий - преимущественно в средней части ствола).

Воспользуюсь расположением EUGIEN и воткну в его теме ссылку на свою. Мне интересно знать ваше мнение.

http://dwg.ru/forum/viewtopic.php?t=6473