Альбомы технических решений и чертежи
| Правила | Регистрация | Пользователи | Поиск | Сообщения за день | Все разделы прочитаны |  Справка по форуму | Файлообменник |

Вернуться   Форум DWG.RU > Программное обеспечение > Расчетные программы > SCAD > SCAD Определение расчётной длины колонн в пространственной модели

SCAD Определение расчётной длины колонн в пространственной модели

Ответ
Поиск в этой теме
Непрочитано 07.08.2014, 22:31 1 |
SCAD Определение расчётной длины колонн в пространственной модели
Tyhig
 
Оснащение проходки горных выработок, ПОС, нормоконтроль, КР, АР
 
Ленинград
Регистрация: 30.01.2008
Сообщений: 15,292

Добрый день.

Познакомился с способом Ильнура по определению расчётной длины колонн в SCAD.
1) SCAD сам в расчёте определяет самый неустойчивый элемент КМ, видимо от сжатия
2) Из SCAD берём продольное усилие N данного элемента от комбинации усилий (видимо самой плохой)
N = Пи^2*E*Imin / (мю*l)^2
Мю = (Пи^2*E*Imin / (N * l^2))^0,5
Для стали Мю =(3,14^2*210*10^9*Imin/(N*l^2))^0,5
Е – модуль Юнга; Imin - минимальный главный центральный момент инерции поперечного сечения стержня (очевидно, что при потере устойчивости изгиб стержня произойдет в плоскости наименьшей изгибной жесткости); мю – коэффициент приведения длины, зависящий от формы потери устойчивости; l – длина стержня.

Условие применимости формулы Эйлера, через понятие гибкости стержня.
Лямбда (гибкость) = l расчётная длина / i радиус инерции > лямбда предельное = Пи* (E/напряжение предела пропорциональности)^0,5
Предельная гибкость – постоянная для данного материала величина. Например, для стали Ст. 3 предельная гибкость около 100.
Формула Эйлера основана на интегрировании дифференциального уравнения упругой линии стержня. Это уравнение справедливо только в пределах линейной зависимости между напряжениями и деформациями, поэтому и формула Эйлера применима только до тех пор, пока критические напряжения не превосходят предела пропорциональности сигма пц.


3) По авторитетному мнению IBZ, применение данного метода к 3Д схеме даёт принципиально неправильные значения мю.
Обосновывает он это простым примером консоли мю=2 с силой на верху.
Со своей стороны просчитал пример в скаде.
Консольная колонна высотой 3 м, сила 750 кН, двутавр 20К1 по СТО АСЧМ.
КЗУ системы по первой форме потери устойчивости 1,014 (потеря устойчивости из плоскости стенки).
КЗУ системы по второй форме потери устойчивости = 2,898.
КЗУ местной потери устойчивости 16,16.
Свободные длины СКАДа в плоскости стенки двутавра 5,99 м, из плоскости стенки 10,14 м.
Далее используем методику п.2 выше.
Мю =(3,14^2*210*10^9*Imin/(N*l^2))^0,5
l 3 м
N 750000 Н
Imin 1,3414E-05 м4
мю= 2,02846
Из теории известно, что мю=2.
Разница 1% (видимо от 1% от КЗУ системы).
Результат получен только для одной оси двутавра - ИЗ плоскости стенки (в плоскости полки). Результат для второй оси получить в данной схеме не удастся, а в данном случае его получить вообще невозможно.
Результат удалось интерпретировать только после анализа формы потери устойчивости (двутавр естественно гнётся куда проще). При неявном непонятном анализе в сложных схемах, результат использовать невозможно.

Обратите внимание на свободные длины. Вторая 10 м из-за мю=3 по формуле Эйлера.
l 3 м
N 750000 Н
Imin 3,846E-05 м4
мю= 3,434 Мю =(3,14^2*210*10^9*Imin/(N*l^2))^0,5
свободная длина 10,30 м

Для сравнения Кисп= 1,34 из плоскости стенки (0,78 в плоскости стенки) с мю = 2. То есть скад по устойчивости показывает, что система несёт нагрузку, а по формуле СНиПа система перегружена на 34% и уже обрушается. То ли в формуле СНиП запасы 34%, то ли скад врёт.


Вывод1 : Применение методики в 3Д постановке может дать правильный результат исключительно при очевидной форме потери устойчивости.
Вывод2 : СКАД считает устойчивость системы каким-то своим способом. При этом не учитываются запасы стального СНиПа. Поэтому система может соответствовать нормам только при КЗУ системы более 1,35 (а может и не соответствовать, надо проверять формулами СНиП).
Вывод3 : свободные длины считаются СКАДом как длина * мю по формуле Эйлера. В эксперименте свободная длина соответствовала расчётной только в первой форме потери устойчивости. То есть им никак нельзя доверять в трёхмерной постановке в сложных схемах.


Ну я в общем всё сделал как надо (наверное), ввёл шарниры по концам крестовых связей в связевых поясах, шарниры в балках...
А SCAD выдаёт ведь только 1 неустойчивый элемент...
Ну и выдал мне балку.
Я повысил жёсткость балок на типоразмер.
Теперь выдаёт неустойчивую крестовую связь (вертикальную, вообще разные выдавал). А мне для расчёта мю нужна самая неустойчивая колонна.

На работе то я уже решил вопрос тем, что леплю г... (мю=1) в приказом порядке под надзором свыше.
Но очень интересно, как выходят из ситуации опытные гуру КМ.
Подскажите, пожалуйста, что тут правильно делать ?

Ведь гибкие связи по идее и должны быть неустойчивы и должны выключаться при сжатии...
И всегда будут выдаваться расчётом как самый неустойчивый элемент первее колонн...

И вопрос №2. Какую гибкость всё-таки правильно задавать ригелям пространственных одноэтажных рам (в разных направлениях шарнир или заделка на колонне) в анализе устойчивости ?
Видел примеры с лямбда=400, но почему 400 ? Видел рекомендации делать 1, но тогда все балки не проходят 100-130 раз, красные.
В общем понял что брать надо побольше, так как СКАД всё равно их устойчивость не проверяет, но какую именно цифру и как обосновать ?
__________________
"Безвыходных ситуаций не бывает" барон Мюнгхаузен

Последний раз редактировалось Tyhig, 09.03.2017 в 14:09.
Просмотров: 76529
 
Непрочитано 08.08.2014, 20:24
#61
h5r32


 
Регистрация: 28.12.2011
СПб
Сообщений: 824


а чем плохо сараи в объеме считать ?
h5r32 вне форума  
 
Автор темы   Непрочитано 08.08.2014, 22:04
#62
Tyhig

Оснащение проходки горных выработок, ПОС, нормоконтроль, КР, АР
 
Регистрация: 30.01.2008
Ленинград
Сообщений: 15,292


Ладно, напишу ответ в этой теме сам. А вы меня поправьте.

1) Почти в любой 3Д схеме невозможно использовать алгоритм Ильнура для определение расчётной длины колонн. Алгоритм в SCAD фактически не применим.
2) По поводу балок/ригелей, их мю, что скажете ?
__________________
"Безвыходных ситуаций не бывает" барон Мюнгхаузен
Tyhig вне форума  
 
Непрочитано 08.08.2014, 22:07
#63
h5r32


 
Регистрация: 28.12.2011
СПб
Сообщений: 824


1) Да
2) мю в зависимости от разбиения и выбора группа/конструк элемент.
h5r32 вне форума  
 
Автор темы   Непрочитано 08.08.2014, 22:09
#64
Tyhig

Оснащение проходки горных выработок, ПОС, нормоконтроль, КР, АР
 
Регистрация: 30.01.2008
Ленинград
Сообщений: 15,292


Цитата:
Сообщение от h5r32 Посмотреть сообщение
2) мю в зависимости от разбиения и выбора группа/конструк элемент.
Боже мой. На форуме найдёте хоть один конструктор разговаривающий на простом русском ?
Что вы за каста такая ?
__________________
"Безвыходных ситуаций не бывает" барон Мюнгхаузен
Tyhig вне форума  
 
Непрочитано 08.08.2014, 22:11
#65
h5r32


 
Регистрация: 28.12.2011
СПб
Сообщений: 824


Цитата:
Сообщение от Tyhig Посмотреть сообщение
На форуме найдёте хоть один конструктор разговаривающий на простом русском ?
Извените если что то не понятно написал . Просто на "что скажите" ответить давольно трудно.
h5r32 вне форума  
 
Автор темы   Непрочитано 08.08.2014, 22:21
#66
Tyhig

Оснащение проходки горных выработок, ПОС, нормоконтроль, КР, АР
 
Регистрация: 30.01.2008
Ленинград
Сообщений: 15,292


Ладно, извините. Сорвался.
__________________
"Безвыходных ситуаций не бывает" барон Мюнгхаузен
Tyhig вне форума  
 
Непрочитано 08.08.2014, 22:23
1 | #67
ETCartman


 
Регистрация: 09.12.2008
Сообщений: 4,655


Цитата:
алгоритм Ильнура для определение расчётной длины колонн. Алгоритм в SCAD фактически не применим.
SCAD использует алгоритм Эйлера-Ильнура. То есть формулу Ncr=Pi()*E*J/Lef^2 = Kзап*abs(N) для приведения расчетной длины к шарнирному стержню. При этом в любом случае он берет ту форму и тот Кзап которые формально оказались первыми (наименьшими по величине) для всей системы. И такой подход работает для простых плоских рам и систем из одного стержня. Весь вопрос в том как берется условный коэффициент запаса или buckling factor - а именно браться он должен для формы, которая соответствует нужной вам расчетной длине, нужного вам стержня. Для сложных систем это как правило соответствует некоторой N-ой форме, которую нужно отыскать
ETCartman вне форума  
 
Непрочитано 08.08.2014, 22:28
1 | #68
h5r32


 
Регистрация: 28.12.2011
СПб
Сообщений: 824


есть балка на 2х опорах шарнирно , мю x y =1 .
если есть главная балка к ней примыкают второстепенные с шагом 2м , при выборе /конструктивный элемент/ мю XOZ=1 мю XOY примено 0.33 (чтобы из 6м получить 2). Если выбрать /группа конструктивных элементов наоборот/ мю XOZ =3 мю XOY = 1.
h5r32 вне форума  
 
Автор темы   Непрочитано 08.08.2014, 22:46
#69
Tyhig

Оснащение проходки горных выработок, ПОС, нормоконтроль, КР, АР
 
Регистрация: 30.01.2008
Ленинград
Сообщений: 15,292


ETCartman, спасибо большое.
С четвёртого поста вашу мысль таки осознал.

h5r32, не то хотел вообще спросить.
А лямбду/гибкость сколько брать для балок и ригелей ?
__________________
"Безвыходных ситуаций не бывает" барон Мюнгхаузен
Tyhig вне форума  
 
Непрочитано 08.08.2014, 23:16
1 | #70
ETCartman


 
Регистрация: 09.12.2008
Сообщений: 4,655


Цитата:
Сообщение от Tyhig Посмотреть сообщение
ETCartman, спасибо большое.
С четвёртого поста вашу мысль таки осознал.
Я рад. Вот видите - что значит unix-way в познании. Немыслимо сложные вещи оказываются яйца выйденного не стоящие. Вот где нет у меня знаний я также пытаюсь делать методом тыка в поисках нужной кнопочки. А вы видимо просто к курсу сопромата отнеслись легкомысленно в свое время и теперь пытаетесь наверстать.
Но главное - порешайте больше схем - от простых до сложных, а сложные попробуйте разумно упрощать, оставляя только основные несущие элементы. Любой расчет начинается с ряда плоских задач, потом - упрощенная пространственная, а под конец для понтов- самая навороченная. И конечно хорошо сравнивать разницу на каждом этапе, в чем собственно расчетный анализ и заключается. Еще конечно надо помнить что расчет по Эйлеру - только для определения того, какими способами конструкция может терять устойчивость и для вычисления расчетных длинн, а коэфф. запаса по нему (т.н. Эйлеров коэффициент запаса) для большинства реальных схем - условен, и реальные запасы как правило ниже в 5 -10 раз. Это то что вы считаете по СНиП ручками или в программе. Исключение составляют очень гибкие системы вроде стволов мачт. Там вы можете поделить Kзап на сниповский коэффициент 1,3 и получить результат по СНиП не прибегая к формулам.
Так что закрепите материал на примерах и будет вам ништяк по жизни.

Последний раз редактировалось ETCartman, 09.08.2014 в 00:26.
ETCartman вне форума  
 
Непрочитано 08.08.2014, 23:46
#71
h5r32


 
Регистрация: 28.12.2011
СПб
Сообщений: 824


Tyhig, не имеет значения 400+ , лично мое мнение
h5r32 вне форума  
 
Непрочитано 09.08.2014, 01:10
1 | #72
eilukha


 
Регистрация: 10.09.2007
Сообщений: 7,345


Цитата:
Сообщение от ETCartman Посмотреть сообщение
подробить одну колонну на много элементов. В этом случае выбрать придется самую худшую расчетную длину в пределах колонны
- если N=const и EJ=const, то Lef=const независимо от порядка разбиения на КЭ.

Цитата:
Сообщение от Chebyn Посмотреть сообщение
неучет моментов дает погрешность в расчетной длинне около 5-10%
- на свободные длины (т. е. на Эйлерову устойчивость) влияют ТОЛЬКО продольные силы. Прочие усилия не имеют на них НИКАКОГО влияния.
Цитата:
Сообщение от Tyhig Посмотреть сообщение
2) По поводу балок/ригелей, их мю, что скажете ?
- он зависит в т. ч. от продольных сил в колоннах (если узлы жесткие). Проще всего определить расчётом по нескольким формам (см. посты ETCartman).
Цитата:
Сообщение от ETCartman Посмотреть сообщение
При этом в любом случае он берет ту форму и тот Кзап которые формально оказались первыми (наименьшими по величине) для всей системы.
- Скад даёт свободные длины только для первой формы. КЗУ даёт для всех форм. Имея КЗУ_1, КЗУ_i и Lef_1, можно легко найти Lef_i:
Цитата:
Lef_i=Lef_1*(КЗУ_i/КЗУ_1)^0.5

Последний раз редактировалось eilukha, 09.08.2014 в 02:24.
eilukha вне форума  
 
Непрочитано 09.08.2014, 03:28
#73
ETCartman


 
Регистрация: 09.12.2008
Сообщений: 4,655


Цитата:
Сообщение от eilukha Посмотреть сообщение
- если N=const и EJ=const, то Lef=const независимо от порядка разбиения на КЭ.


- на свободные длины (т. е. на Эйлерову устойчивость) влияют ТОЛЬКО продольные силы. Прочие усилия не имеют на них НИКАКОГО влияния.

- он зависит в т. ч. от продольных сил в колоннах (если узлы жесткие). Проще всего определить расчётом по нескольким формам (см. посты ETCartman).

- Скад даёт свободные длины только для первой формы. КЗУ даёт для всех форм. Имея КЗУ_1, КЗУ_i и Lef_1, можно легко найти Lef_i:
Отвечу по пунктам
1) Влияют не продольные силы а точнее - соотношение продольных сил в разных элементах. И соотношение жесткостей элементов. А ко всему остальному результат инвариантен
если продольное усилие и жесткость постоянны - то для всех элементов колонны будет вычитана одна расчетная длина. Разбиение на КЭ на результат не влияет.
2)

Да - скад выдает КЗУ для первой формы, поэтому как я выше в пяти постах и писал, надо для каждого стержня или каждой группы стержней найти нужную форму и пересчитать расчетные длины. Это практически осуществимо если модель не отягощена второстепенными элементами типа всяких прогочиков и фермочек. Делается обычно отдельный файл для исследования устойчивости, определения расчетных длин и проектирования связевой системы. Как я выше писал - возможно в принципе сделать автоматический анализ всего этого. Типа просчитывается N форм а программа сама анализирует деформации и определяет что и для чего (и автоматом запихивает коэффициенты приведения расчетной длины в модуль проверки сечений). Практическую реализацию я видел тут на форуме на ANSYS APDL может быть она была и не совершенно, но идея понятна. Такой расчет для сложной модели занимал бы много времени. Зато избавлял бы пользователя от ручного вбивания тех самых коэффициентов. Фактически это сделало бы программу универсальным анализатором произвольных конструкций, а не просто вычислителем каких то моментов-сил, которые сами лишь полуфабрикат а не конечный результат.

Последний раз редактировалось ETCartman, 09.08.2014 в 03:33.
ETCartman вне форума  
 
Непрочитано 09.08.2014, 09:37
1 | #74
ФАХВЕРК

Специальный Институт Строительных Конструкций Изделий
 
Регистрация: 03.04.2007
СССР версия 2.0
Сообщений: 10,549


Цитата:
Сообщение от Tyhig Посмотреть сообщение
Диск покрытия профнастил, уложен везде в одном направлении, жесткий вдоль оси х.
__________________
Горев В.В., том 1, стр.109, 1 абзац, 4-ое предложение. Не пугайтесь этого произвола....
ФАХВЕРК вне форума  
 
Непрочитано 11.08.2014, 09:36
#75
Бахил

?
 
Регистрация: 17.06.2014
Царицын
Сообщений: 9,096


(R-Ng)X= P
Потеря устойчивости
det(R-Ng)=0
что не понятно?
__________________
В конструктивных дискуссиях каждый участник укрепляется в своих заблуждениях.
Бахил вне форума  
 
Непрочитано 11.08.2014, 20:47
#76
IBZ

Расчетчик МК
 
Блог
 
Регистрация: 06.05.2006
Ростов-на-Дону
Сообщений: 4,226


ETCartman, Вы всерьез считаете, что формы потери устойчивости жестко привязаны к расчетным длинам стержней системы ?? Имею в виду, что система из 10 стержней, будучи посчитана на 10 (??) форм потери устойчивости даст реальное знначение расчетных длин для всех элементов ???.

Оень интересно было бы, если Вы бы привели конкретный пример как это нужно делать. Ну пусть для такого случая:

- однопролетная рама с жестким примыканием рагеля
- ригель L=12 метров и сечением 40Б1, загруженный парой продольных сил 5 тонн, направленных друг на друга;
- левая колонна высотой 6 метров, сечение 40Ш1, нагрузка в верхнем узле 50 (т)
- правая колонна высотой 6 метров, сечение 25Ш1, нагрузка в верхнем узле 10 (т)

Считаем, что ВСЕ элементы должны быть расчитаны на внецентренное сжатие, то есть расчетная длина должна быть определена для всех 3-х элементов.


P.S. Прошу также пояснить, каким образом возможен реальный перехода формы потери устойчивости при минимальной энергии (первой формы) ко всем прочим.

Последний раз редактировалось IBZ, 11.08.2014 в 20:59.
IBZ вне форума  
 
Непрочитано 11.08.2014, 22:35
#77
ETCartman


 
Регистрация: 09.12.2008
Сообщений: 4,655


Цитата:
Сообщение от IBZ Посмотреть сообщение
ETCartman, Вы всерьез считаете, что формы потери устойчивости жестко привязаны к расчетным длинам стержней системы ?? Имею в виду, что система из 10 стержней, будучи посчитана на 10 (??) форм потери устойчивости даст реальное знначение расчетных длин для всех элементов ???.
.
Я думаю наоборот, что расчетные длины привязаны к формам потери устойчивости (что собственно - очевидно). Для пространственной системы из 10 стержней может потребоваться даже 100 форм, ну или как минимум 10-30, потому что формы приводящие к потери устойчивости одного стержня но с двумя или более полуволнами (соответственно - большим Кзапаса) не должны рассматриваться как реальные. То есть у вас в системе может быть какой то очень устойчивый стержень, который начнет терять устойчивость после того, как менее устойчивые будут выгибаться практически невероятным образом - более одной полуволной. Но так или иначе чтобы определить расчетные длины всех стержней вам придется анализировать все формы вплоть до того пока самый толстый не загнется. Практически это конечно сложно cделать, но так или иначе, последовательный анализ форм дает вам возможность точно определять расчетные длины в разных плоскостях для любого элемента системы.
Я раньше такие расчеты на форум выкладывал, но никто меня не понял. Хотя анализ устойчивости по Эйлеру в принципе изобретение трехсотлетней давности и в том числе вы можете "вывести" все формулы снипов и справочников непосредственно из него. Тут вопрос не в самом расчете такого рода а во множественности результатов.
Сейчас лень делать - много дел по работе, не могу отвлекаться. Просто возьмите любую свою систему в скаде, настройте INI файл на много форм и анализируете их - вычисляя последовательно Lef для каждого стержня. Вы сами увидите что получаются абсолютно реальные результаты, если подходить таким образом.
Кстати такой подход немного обесценивает модный подход с обменом между 3д программой и расчетной моделью. Потому что расчетная модель должна быть проста и без наворотов и включать в нее ненужные и второстепенные детали - значит ухудшать анализируемость, без повышения точности.

Последний раз редактировалось ETCartman, 12.08.2014 в 00:14.
ETCartman вне форума  
 
Непрочитано 12.08.2014, 00:14
#78
Геннадий1147


 
Регистрация: 30.08.2008
Ростов-на-Дону
Сообщений: 262


ETCartman, можно еще раз, для тех кто в танке:
Цитата:
Сообщение от ETCartman Посмотреть сообщение
дает вам возможность точно определять расчетные длины в разных плоскостях для любого элемента системы
какой критерий точности?
Цитата:
Сообщение от ETCartman Посмотреть сообщение
получаются абсолютно реальные результаты, если подходить таким образом
для определенной формы потери устойчивости все вычисленные расчетные длины реальны, разве нет?
и такой момент - какой практический смысл в переборе форм? мы ведь на практике все равно не сможем "проскочить" первую. (я говорю о "нормальной" расчетной схеме - без "хлыстов" и пр.)
Геннадий1147 вне форума  
 
Непрочитано 12.08.2014, 01:57
#79
ETCartman


 
Регистрация: 09.12.2008
Сообщений: 4,655


Цитата:
Сообщение от Геннадий1147 Посмотреть сообщение
какой критерий точности?
Критерий точности чего? Метод Ланцоша для исчисления собственных векторов? Или метода Эйлера применительно к расчетным длинам? Первое - задается в расчетной программой,
точность как правило достаточно большая. Второе - используется всеми строительными нормами для определения расчетных длин. Можете сами попробовать воспроизвести формулы и таблицы СНиПа. Никакой другой теоретической базы кроме метода Эйлера изначально не существует. Для железобетона и дерева иногда рекомендуют немного подкорректированные значения (например для консолей в деревяшках 2,2 вместо 2 - на учет сдвигов и податливостей, но источник тот же)

Цитата:
Сообщение от Геннадий1147 Посмотреть сообщение
для определенной формы потери устойчивости все вычисленные расчетные длины реальны, разве нет?
зависит от формы и от расчетной схемы. Расчетные длины реальны для тех элементов которые вовлекаются в потерю устойчивости вместе с рассматриваемой формой. Для тех которые не вовлекаются - для тех нет. Но для них расчетные длины будут верными с какой то другой формой, в которой они будут вовлекаться в потерю устойчивости.
ETCartman вне форума  
 
Автор темы   Непрочитано 12.08.2014, 02:06
#80
Tyhig

Оснащение проходки горных выработок, ПОС, нормоконтроль, КР, АР
 
Регистрация: 30.01.2008
Ленинград
Сообщений: 15,292


ETCartman,
1) а что является итогом анализа устойчивости системы (анализа всех форм потери устойчивости) по вашему мнению ?
2) это заморская технология проектирования или ваши мысли ?
__________________
"Безвыходных ситуаций не бывает" барон Мюнгхаузен
Tyhig вне форума  
Ответ
Вернуться   Форум DWG.RU > Программное обеспечение > Расчетные программы > SCAD > SCAD Определение расчётной длины колонн в пространственной модели

Размещение рекламы
Опции темы Поиск в этой теме
Поиск в этой теме:

Расширенный поиск


Похожие темы
Тема Автор Раздел Ответов Последнее сообщение
Армирование колонн "... по полосе между наклонными сечениями" в Scad 11.5 Jekson Echowar SCAD 40 12.03.2019 08:59
Разработка ПОС, искусство проектирования Tyhig Технология и организация строительства 106 25.10.2015 19:00
импорт 3D модели в SCAD jola Расчетные программы 7 14.07.2014 10:57
Подготовка расчётной модели здания swell{d} Расчетные программы 16 14.05.2014 11:02
Расчетные длины по SCAD, SAP2000 и Еврокод. Сравнение sattva Конструкции зданий и сооружений 7 15.11.2011 10:58