[Klemion]

Здравствуйте! Просьба помочь с расчетом металлического каркаса.
В 2х словах - это надстройка над существующим кирпичным зданием. Металлический каркас, с шарнирным опиранием стоек на стены, и жестким сопряжением фермы и колонн. По верхнему поясу - покрытие из профлиста Н-57, по нижнему поясу (точнее балкам) - кровельные сэндвич-панели для организации чердачного перекрытия, наружные стены - сэндвич. Связи в других местах поставить проблематично - стены заняты дверьми и окнами. Все сечения забиты примерно на глаз, фактические будут уточняться.

Сколько уже мучаю эту схему и никак не могу добиться коэффициента запаса устойчивости 1.3. Да и вообще, че уж говорить, я даже к 0.1 ниразу приблизиться не смог. Соответственное следующие вопросы:

1. Понимаю что сэндвичи добавят не мало жесткости по чердачному перекрытию, да и по стенам, но как их учесть наиболее адекватно? Объединением перемещений не хочется, АЖТ тем более не то.
2. К прогонам покрытия будет крепиться профлист, который тоже добавит жесткости. Как учесть его? встречал пособие где по сдвиговой жесткости профлиста подбирали эквивалентную крестовую связь. Но в соответствующей теме на форуме советовали делать связи с шагом гофр. Это единственный вариант или есть что то более простое?
3. Просто не понимаю из-за чего коэф устойчивости такой маленький. Даже если считать его по собственному весу, он получается 0,03. Смешно же. В чем косяк? Я так понимаю это не из-за "проблемной" схемы а именно из-за некорректного задания исходных данных? Просьба помочь разобраться.
4. Допускается ли при такой компоновке схемы просто рассчитать плоскую раму, с предположением того что в поперечном направлении рама раскреплена связями и прогонами?

[eilukha]

Сообщение от Нубий-IV пример приводил в бородатой теме

- а в чём там «проблема» была?

[Нубий-IV]

Сообщение от eilukha - а в чём там «проблема» была?

Связевой блок, если рассматривать его как составной стержень, попадает в диапазон средних гибкостей, для которых правило "Эйлер/1.3" завышает несущую. То есть расчет по СП как стержневой системы показывает один ответ - "завышенный", а расчет как составного стержня - другой, с несущей поменьше. Проблема в том, чтобы увидеть в раме стержень - разве так кто-то вообще делает?

[eilukha]

Сообщение от Нубий-IV То есть расчет по СП как стержневой системы показывает один ответ - "завышенный", а расчет как составного стержня - другой, с несущей поменьше

- дополнительно проверка каждого стержня блока разве не выявляет «проблему»?

[Нубий-IV]

Все стержни шарнирные и специально толстые, с гибкостью около 20 и, соответственно, несущей 0.97RA. А в составе стержня - 0.83RA. То есть при выполнении поэлементных проверок и дополнительно расчете на устойчивость стрежневой схемы в целом конструкция проходит. А при проверке как составного стержня - не проходит. Все дело в средних гибкостях.

Это тот же прикол, что с проверкой балки на устойчивость при изгибе, где в наших нормах заложен Эйлер/1.3 (а в последней редакции вообще Эйлер/1.25), а в Еврокодах учтены и начальные искривления. Там тоже честная нелинейщина дает ответ меньше, чем строгое выполение норм.

[eilukha]

Сообщение от Нубий-IV А в составе стержня - 0.83RA

- эта проверка и критична значит. Т. е. проблема в том что все три проверки выполняют не всегда?

----- добавлено через ~2 мин. -----

Сообщение от Нубий-IV чем строгое выполение норм

- наших норм или их? Понял, их.

[Нубий-IV]

Сообщение от eilukha - эта проверка и критична значит.

Никто не будет проверять эту часть рамы как стержень. Например, в той теме я этого Ильнуру не смог доказать, хотя он и согласился, что в нелинейном расчете проблема может всплыть. Ее проверят как раму:
1. Поэлементно колонны с мю=1, поскольку там все шарнирное и связевое.
2. Как стержневую систему, поделив Эйлера на 1.3
Все по СП, все проходит.

Сообщение от eilukha проблема в том что все три проверки выполняют не всегда?

Проблема в том, что Эйлер не универсален. Он работает только для больших гибкостей, а эта конструкция - пример средней гибкости. И разрешение в нормах использовать Эйлера - это, по-моему, дырка.

Сообщение от eilukha Понял, их.

Наших. Нелинейщина и Еврокод совпадают при проверке устойчивости балки, а СП дает на четверть большую несущую в средних гибкостях. И со стержневыми системами тот же фокус - нелинейщина осторожнее Эйлера, но в нормах иногда разрешен Эйлер (для системы в целом), а иногда - нет (формулы и таблицы для поэлементных проверок получены из нелинейного расчета, и только для больших гибкостей - по Эйлеру)ю Потому при разных методах расчета в одной и той же схеме можно насчитать разные ответы, с расхождением иногда процентов в 25-30.

[eilukha]

Сообщение от Нубий-IV Эйлер не универсален

- потому что он Ry-ком не ограничен, а фи (как и фи_е) ограничен.

----- добавлено через ~3 мин. -----

Сообщение от Нубий-IV Хотя такие хитровывернутрые конструкции, конечно, редкость.

- это фрик Верендель.

----- добавлено через ~6 мин. -----

Сообщение от Нубий-IV а СП дает на четверть большую несущую в средних гибкостях

- для стержней или балок?

[Нубий-IV]

Сообщение от eilukha - для стержней или балок?

Для балок. Тут в старых темах Разработчик выкладывал свои изыскания по устойчивости разных конструкций, и тоже веселился от того, что наши балки на четверть устойчивее европейских.

Но, если рассчитывать мачту, этот фокус повторится. Рассматривая мачту как составной стержень, мы учтем Ry, потому что он прошит в формулах и таблицах. А если посчитаем как стержневую систему с запасом 1.3 - получим на средних гибкостях несущую на четверть больше. Какой ответ будет правильным, если оба в принципе нормативные?

[eilukha]

Сообщение от Нубий-IV Какой ответ будет правильным, если оба в принципе нормативные?

- эдак до много можно договориться.
Для полного счастья Фи_b в СП докрутили бы, а то для несимметричных сечений там вопиющий косяк. А у буржуев структура форму для Фи и Фи_b одинакова.

[IBZ]

Сообщение от eilukha Никаких Фи (для мачты в целом) при этом нет.

В смысле? А раздел 7.2 и 9.3 СП 16.13330.2017 это что? Если конструкция на оттяжках, то некоторая проблема только в определении расчётной длины, а так обычный расчёт.

[eilukha]

Сообщение от IBZ В смысле?

- третий раз:

Сообщение от eilukha смоделированная как есть

- каждый пояс - один КЭ, каждый раскос - один КЭ. Опять непонятно? Тогда только Ильнур поможет.

[IBZ]

Сообщение от eilukha каждый пояс - один КЭ, каждый раскос - один КЭ. Опять непонятно? Тогда только Ильнур поможет.

Абсолютно не понятно. По сути это обычная решетчатая колонна по типам сечений 2 или 3 таблицы 8 СП 16.13330.2017, для которой делается как поэлементная проверка, так и проверяется устойчивость в целом. Как задана схема - не очень то и важно. Иногда (например, для решетчатых арок) задаются вообще 2 схемы: "как есть" и с заменой на эквивалентные сплошные сечения.

[nickname2019]

Сообщение от Нубий-IV Проблема в том, чтобы увидеть в раме стержень - разве так кто-то вообще делает?

Подозреваю, что любую сложную систему (при однопараметрическом загружении) можно привести к эквивалентному эйлеровскому стержню, для которого можно определить текущую гибкость под нагрузкой и предельную гибкость.
(так как поэлементный анализ не гарантирует соответствие конструкции "в целом").

[Klemion]

Сообщение от Klemion Попробовал сделать как сказано в постах - исключить из проверки устойчивости все элементы кроме одной колонны. Не сказать что сильно что то изменилось. чуть выросли коэф устойчивости, но расчетные длины почти не изменились. Скажем для элемента колонны длиной 1.1м был расчетный коэф - 18 (расчетная длина 19.8м - поправьте меня, может я вообще не правильно считаю расчетную длину), а стало - 17.5

Прошу прощения, что вклиниваюсь в ваше обсуждение, просто напишу пусть скорее всего и банальную вещь, но мало ли кому потом поможет (ну или мне опять через 2 года ).
Как оказалось всему виной моя неопытность и невежество. Поскольку до этого считал обычно плоские схемы, в пространственной совершенно забыл поставить по колоннам связи по Uz (выставил только X, Y,Z), а геометрическая неизменяемость системы держалась на 2х распорках в которых случайно не поставил шарниры. Когда привел все в норму, КЗУ всей системы стал в районе 3.5, первым стал терять устойчивость сжатый пояс (а не растянутая раскос), и коэф расчетной длины колонны в плоскости рамы (при исключении из расчета на устойчивость всех элементов кроме колонны, как неоднократно писал ander) как раз получился в районе 2.

На данный момент меня конечно результат вполне устраивает, но вот читая что вы пишите на счет устойчивости и подходов к расчету, понимаю что нужно как можно скорее получше разобраться со всеми нюансами и тонкостями.

[eilukha]

Сообщение от Нубий-IV А если посчитаем как стержневую систему с запасом 1.3 - получим на средних гибкостях несущую на четверть больше.

- достаточно ли будет добавить одно ограничение напряжений Ry-ком после проверки Эйлеру с к=1,3? Или проверка как сквозного сечения с фи (фи_е) может оказаться критичнее?
Это я к тому, что сквозное сечение постоянной высоты лишь частный случай, который можно проверить по нормам, но как поступать в общем случае проверки устойчивости каркаса? Может не зря IBZ считает проверку устойчивости с к=1,3 неадекватной?

[Нубий-IV]

Сообщение от eilukha Или проверка как сквозного сечения с фи (фи_е) может оказаться критичнее?

Критичнее. При выводе формул с фи к моменту от потери устойчивости добавляется момент от начального эксцентриситета, и несущая от этого падает.

Немного по другому в СП сделан расчет балок. При больших гибкостях он совпадает с Эйлером, при малых - с проверкой прочности, и на стыке слегка срезан уголок (там, где φb = 0.68 + 0.21φ1).

Еще есть допустимые гибкости полок и стенок, они тоже вроде как не через КЗУ вычисляются, там какие-то другие соображения.

[eilukha]

Тогда в общем случае проверки устойчивости путь только один - нелин с учётом начальных несовершенств. И главной сложностью там будет поиск критичного варианта несовершенств.

----- добавлено через ~1 мин. -----

Сообщение от Нубий-IV там какие-то другие соображения

- аналогичные там требования только применительно к пластинам.