[spartakchamp]

Добрый день!

Такой вопрос.

Есть допустим тонкая пластина (толщина, например, 8 мм, а размеры 1500х1500 мм) защемленная по контуру и нагруженная изнутри равномерным давлением. Необходимо определиться с формой ребра жесткости (желательно из стандартного проката), которым эту стенку можно усилить. Я изобразил 5 вариантов исполнения ребра с разной ориентацией:

1 – швеллер приваренный на полке
2 – швеллер;
3 – двутавр;
4 – двутавр;
5 – пластина.

Правильно ли я понимаю, что наиболее правильными вариантами будут варианты 3 и 5.
В первом варианте (1) швеллер вместе с изгибом будет закручиваться, а кручению он сопротивляется слабо. Во втором варианте (2) швеллер закручиваться не будет, так как профиль симметричный в этом случае, но момент инерции и момент сопротивления невелики при этом. В четвертом варианте (4) тоже самое – низкие моменты сопротивления и инерции (то есть прочность на изгиб и жесткость). В вот варианты 3 и 5 лучшие – и моменты сопротивления и инерции большие и профиль симметричный (то есть не будет закручивание).

1. Правильно ли я рассуждаю?
2. Возможны ли еще какие-либо удобные варианты ребер?

[Хмурый]

ищи литературу по листовым конструкциям (бункеры и силосы)
например http://dwg.ru/search.php?zone=1&mod=...EA%EE%E2&type=
глава 7

[Jndtnxbr]

2. Возможны ли еще какие-либо удобные варианты ребер?

Наиболее оптимальным (с точки зрения расхода металла) будет тавровое ребро. У двутавра одна из полок оказывается слишком близко к центральной оси составного эффективного сечения и работает неэффективно, ну а прямоугольник примерно в три раза уступает по жесткости тавру в данном случае.

[Fogel]

Лист это хорошо, но он может потерять устойчивость, в придачу прямоугольный - неэкономно. Поэтому листы вдоль и поперек, чем ближе к краю, тем высота меньше. Там еще и окна облегчения в ребрах можно нарезать. Классическая решеточка легкая, устойчивая и простая А вообще, да, в книги по разного рода бункерам.

[kozaki]

1 и 3 лучше всего имхо. и +1 к тавру.

почему швеллер будет закручиваться?
имхо надо просто, чтобы сечение хорошо сопративлялось изгибу а для этого надо, чтобы чем побольше металла рапологалось чем подальше от центральной оси сечения. тогда общий момент сопративления будет больше. т.е. надо постараться соредоточить металл подальше от листа.

[Хмурый]

1 и 3- перетяжелены. Полка у листа- лишняя. Оптимально- тавр, но можно и уголок, приваренный __Г__

[spartakchamp]

Сообщение от Хмурый Оптимально- тавр, но можно и уголок, приваренный __Г__

Сообщение от kozaki 1 и 3 лучше всего имхо. и +1 к тавру.

А то что профиль тонкостенный и несимметричный (я имею ввиду уголок буквой Г илит швеллер как на рисунке 1)? Начне изгибаться и сразу начнет закручиваться одновременно (центр изгиба в сопромате)? Не так?

Сообщение от Jndtnxbr Наиболее оптимальным (с точки зрения расхода металла) будет тавровое ребро.

Вот за эту идею спасибо. Но тавр если не ошибаюсь готовый не купишь?

[Fogel]

если нельзя добыть тавр, то можно добыть лист и пару уголков. только все едино стенка легко теряет устойчивость - дальняя часть работает на растяжение, а вот ближняя мало того что сжата, дык ее еще и двигают к дальней. В общем я вот подобные вещи в таких случаях делаю

[spartakchamp]

Сообщение от Fogel едино стенка легко теряет устойчивость - дальняя часть работает на растяжение, а вот ближняя мало того что сжата, дык ее еще и двигают к дальней.

Не понял. Дальная и ближняя имеются ввиду полки ребра?


А расчет по каим методикам делаете (в каакой литературе посмотреть) - чтобы определиться с толщиной стенки и шагом решетки?

[Fogel]

Да, полки.
Расчетами таких вещей, если честно, я не занимаюсь. Не придумали расчеты для меня - у меня обычно не давление под листом а температура, поэтому делаем методом проб и ошибок, да и листов таких идеальных не встречается, вечно то дырку то прорезь приходится усилять, чтоб не повело. Лист менее 16 уже не силовой, 10й - обшивка
Но такие ребра это нормальное оформление днищ разного рода аппаратов под давлением, там можно и расчеты глянуть.

[ытя]

Сообщение от spartakchamp в каакой литературе посмотреть

Справочник по строительной механике корабля под общей редакцией Ю. Шиманского.

[SSelik]

Вариант колец жесткости, кот. применяются для РВС
кольца жесткости.doc

[Хмурый]

SSelik, да всё это у Лихтарникова описано, ссылку на книгу которого я дал в #2

[spartakchamp]

Сообщение от Хмурый SSelik, да всё это у Лихтарникова описано, ссылку на книгу которого я дал в #2

Чего-то не нашел я там рекомендаций по профилю ребер. Какая страница?

Сообщение от SSelik Вариант колец жесткости, кот. применяются для РВС

Если не секрет какая книга? Значит все таки вполне себе ставят несимметричные профили на стенки и мое предположение по поводу закручивания неверно?

[Хмурый]

почитай главу 7, картинки посмотри на стр. 273 и стр. 283. Подумай, почему так, и ещё раз почитай.

[spartakchamp]

Ну вот на стр.273 - "для избегания кручения центр сечения выбираем так, чтобы равнодействующая нагрузок... проходила через него".
В принципе если приварить уголок буквой Г перпендикулярно к стенке (как на рис. б), то тогда равнодействующая давления проходит через центр изгиба уголка и закручивания не будет. Но ведь рекомендуется и вариант показанный на рис. а, правда пи этом ребра связываются в углах в раму и видимо не закручиваются.

Правильно понял?

[Jndtnxbr]

Правильно понял?

Тут все дело в жесткости соединения. Уголок нагруженный силой вдоль стенки будет испытывать косой изгиб и, совершенно справедливо, никакого кручения, т.к. равнодействующие касательных напряжений и нагрузки проходят через одну точку (серое положение на картинке). Но, если верхняя грань уголка связана с плитой, то вбок он уходить не может. Если эта связь шарнирная, то возникает возвращающая сила и, благодаря ей, возникает кручение, как это показано на левом рисунке. Если же связь и плита на изгиб в этом направлении жесткие, то в связи возникает возвращающий момент, который компенсирует момент от боковой силы и кручения не возникает, как это видно на правом рисунке. В реальной конструкции происходит что-то среднее, в зависимости от жесткостей.
То же и с уголком приваренным так, что центральная ось параллельна плите. Если соединение шарнирное, то равнодействующая касательных напряжений и внешняя нагрузка создают пару сил, закручивающую уголок, а в жестком соединении возникает компенсирующий момент, гасящий кручение.

[spartakchamp]

Проясняется немного. Вопрос - насколько жесткой можно считать такую связь как сварку уголка со стенкой угловым швом с катетом 5...6 мм, если сам уголок имеет стенки 100...150 мм.

Ну и, наверное, чем больше жесткость этого ребра приваренного к стенке, тем менее оно склонно к заворачиванию - это что касается швеллера или другого несимметричного профиля. А симметричные не будут закручиваться из-за своей симметрии (нагрузка будет пересекать цент изгиба).

[Jndtnxbr]

швом с катетом 5...6 мм, если сам уголок имеет стенки 100...150 мм.

100...150 - это, видимо, высота, толщин таких не бывает в прокате. При Ваших полутора метрах ширины и 8мм толщины в середине ребра будет реализована схема, близкая к шарниру.

[Jonas]

Сообщение от Fogel если нельзя добыть тавр, то можно добыть лист и пару уголков. только все едино стенка легко теряет устойчивость - дальняя часть работает на растяжение, а вот ближняя мало того что сжата, дык ее еще и двигают к дальней. В общем я вот подобные вещи в таких случаях делаю

Да любая форма ребер возможна.
Всё, что есть под рукой, на складе, в магазине можно применить, посчитать и будет работать.

Едино одно, в любом случае вы будете строить из ребер некую кривую (сферу, радиус, пораболу и пр.).

Вопрос - зачем мудрить с ребрами если достаточно придать кривизну стенке и всё будер работать? Во всяком случае взять за основу конструкции.