[Tyhig]

Добрый день.

Теоретический вопрос. Может ли поперечный сварной шов обеспечить совместность изгиба стальных балок ?

Слева единая заделка. Условно. Пока не будем обсуждать её податливость.
Справа сварной шов поперек балок приваренный при отсутствии деформаций прогиба.
Допустим, сварной шов сверхпрочный, а пролёт и нагрузки малые.
Оба сечения балок изгибаются совместно за счёт сварного шва ?
Или это две раздельные балки лежащие друг на друге ?

[румата]

Сообщение от Tyhig Оба сечения балок изгибаются совместно за счёт сварного шва ? Или это две раздельные балки лежащие друг на друге ?

Ни то, ни другое. Это будет совместная работа балок при одной-единственной связи сдвига конечной жесткости. Вроде у Ржаницына была рассмотрена подобная задача.

[Бахил]

А в любой программе посмотреть? Не обязательно балки, можно пластинами для понимания процесса.

[102030]

две балки загруженные общей нагрузкой, распределяющейся на каждую балку согласно соотношению жесткостей, но изгибаемая каждая отдельно. Совместности нет - на конце нет сдвига по сечениям, но и по длине, где совместность сдвига обеспечивало бы совместность работы, связей сдвига нет. посмотрите еще тему про составные деревянные балки - как там считаются связи сдвига

[Tyhig]

Засчитывается правильным ответ румата.

Товарищи металлисты, смелее. Лучше 1 раз опозориться, чем 1 раз не опозориться.

Тогда вопрос.
У Ржаницына связи абсолютно жёсткие или абсолютно податливые.
Как определить жёсткость сдвига сварного шва кН/м или кН/м2 ?
Ведь тогда эта цифра обязательно потребуется при моделировании схемы в МКЭ.
Принять шов абсолютно жёстким ? А в запас ли это будет для прочности и прогибов балки ? Вряд ли...

[румата]

Сообщение от Tyhig Как определить жёсткость сдвига сварного шва кН/м или кН/м2 ?

GA, где G-модуль сдвига, А-площадь сдвига

[Tyhig]

румата, просто нигде не написано, что Gшва=Gстали. То есть Gшва в нормах нет.
Подумал, мало ли кто где такое видел...
Очевидно, что сварные швы должны быть Offtop: гораздо более жёсткими, чем сталь. Иначе они бы текли так же как сталь.

[румата]

Модуль упругости металла швов ничем не отличается от модуля упругости основного металла

[Baumann]

Сообщение от 102030 две балки загруженные общей нагрузкой, распределяющейся на каждую балку согласно соотношению жесткостей, но изгибаемая каждая отдельно. Совместности нет - на конце нет сдвига по сечениям, но и по длине, где совместность сдвига обеспечивало бы совместность работы, связей сдвига нет. посмотрите еще тему про составные деревянные балки - как там считаются связи сдвига

Это одно из допущений в физике: "Поперечные сечения, плоские до появления деформации, остаются плоскими и после нее".

[румата]

Сообщение от Tyhig Очевидно, что сварные швы должны быть Offtop: гораздо более жёсткими, чем сталь. Иначе они бы текли так же как сталь.

А на чем основаны эти утверждения? Очевидно как раз совсем противоположное. Швы текут практически точно так же, как и основной металл.

[Tyhig]

румата, показалось.

Хорошо.
А как вообще считать такую систему на прочность ?
Понятно, что можно смоделировать в мкэ стержнями или пластинами с упругой связью.
Получатся 2 момента в обоих элементах, разные напряжения в оболочках и общий прогиб.
Что с ними делать потом ?
Анализировать напряжения по 4 теории прочности для оболочек с Ry как есть по мкэ ?
Сравнивать M/W<Ry для каждого элемента отдельно ?
Или упрощать расчётную схему, определять общий прогиб и прогиб для совместных балок
fмкэ/fсовместно=k, Iмкэ=Iсовместно*k, Wмкэ = Iмкэ, Mмкэ/Wмкэ<Ry ?

[румата]

Обычно считать, если кроме шва не предполагается передавать усилие с балки на балку через контакт их поверхностей. Т.е. отдельно проверяется напряжение для каждой балки по N/A+M/W и проверяется на прочноть скрепляющий их шов, моделируемый связью конечной жесткости. Усилие в связи берется из программы.

----- добавлено через ~9 мин. -----
Возможно еще потребуется проверка на устойчивость. Там все немного сложнее будет, если сечение сильно не совпадает с нормативным или будет сильно не симметричным.

[Verloc]

Арселор предлагает так, как и румата. Да это и изначально понятно было. Простая опора, без учета сдвига.

[Tyhig]

Есть типовая задача - усиленная подваркой листа полка двутавра подвесного крана.
Руководство по расчёту таких путей не разъясняет ни выявленные сложности расчёта, ни регламентирует способ усиления.

Очевидно, что тут следует пользоваться мкэ и делать похожие на выше указанные схемы из оболочек с учётом упругих связей - швов.
При этом нижний лист усиления от сжатия будет пытаться терять устойчивость отклоняясь центром вниз (как лук).
Руководство по путям показывает похожий узел в месте стыка двутавров. Там листы крепятся к полке двутавра, кроме продольных сварных швов ещё и пробочными швами в отверстиях листа.

При этом СП 16 прямо запрещает использование пробочных швов для большинства случаев.

14.1.12 Пробочные швы, заполняющие наплавленным металлом всю площадь круглых или щелевых отверстий, следует применять в нахлесточных соединениях в случаях, предусмотренных 14.1.10, только для предотвращения потери устойчивости элементов нахлестки или для конструктивных соединений элементов. 14.1.10 Прерывистые угловые сварные швы при статической нагрузке и избыточной несущей способности непрерывного шва минимального размера следует применять: для соединений в конструкциях группы 4; в реконструируемых конструкциях группы 3 во всех районах (кроме имеющих расчетную температуру ниже минус 45°С); эксплуатируемых в неагрессивных или слабоагрессивных средах.

Но балки крановых путей относятся к 1 группе конструкций.
То есть СП 16 прямо запрещает такие пробочные швы в центре полки для поддержания устойчивости листа усиления.

Как по жизни закрепляют центр листа усиления при отгибе полок ? Пробочными швами ? А как быть с запретом СП 16.
На какое усилие их считать ? Моделировать модель с учётом и этих швов ?

Я так понял, что методика расчёта такого усиления такая:
1) Определяем грубо толщины и катеты швов.
2) Делаем модель мкэ с упругими горизонтальными связями по продольным швам и вертикальной упругой связью по центру с шагом 300-500 мм (пробочные швы для поддержания устойчивости).
3) Из модели берём усилия в кэ обоих листов.
4) По наибольшим усилиям считаем М/W для каждого листа отдельно (или что то же самое сравниваем напряжения с Ry).
Правильно ?

[румата]

Сообщение от Tyhig Есть типовая задача - усиленная подваркой листа полка двутавра подвесного крана.

Так при чем здесь консоль из двух балок? Нижняя усиленная полка будет находиться в двухосном НДС под колесом крана. И балочные аналогии в этом случае не сильно годятся для расчета.

Сообщение от Tyhig При этом нижний лист усиления от сжатия будет пытаться терять устойчивость отклоняясь центром вниз (как лук).

Думается это перебор. Пластину усиления обычно ставят для повышения жесткости подкрановой балки на изгиб, а не для предотвращения чрезмерного отгиба полки под колесами крана.

Сообщение от Tyhig Как по жизни закрепляют центр листа усиления при отгибе полок ?

А зачем его закреплять этот центр листа? Он никогда не потеряет устойчивость при толщине соразмерной с толщиной основной полки. По ощущению, швы раньше разрушатся.

Сообщение от Tyhig Пробочными швами ?

При чем здесь это? Обычными сплошными нахлесточными эти швы делают. Ну или тавровыми.

[Tyhig]

Ну понятно, что добавится ось координат. Какая разница.

Сообщение от румата а не для предотвращения чрезмерного отгиба полки под колесами крана.

Тут недавно была тема, где как раз полку усиливали от отгиба.

Сообщение от румата А зачем его закреплять этот центр листа? Он никогда не потеряет устойчивость при толщине соразмерной с толщиной основной полки.

Думаю, что напротив. Нижний лист всегда будет испытывать слишком большой эксцентриситет и всегда будет выгибаться от полки, если не удержать.
Что его удержит иначе ? Сварные швы на кручение не работают, а только ломаются. Если только растяжение вдоль двутавра. Но на опоре там сжатие как раз...

Сообщение от румата При чем здесь это? Обычными сплошными нахлесточными эти швы делают. Ну или угловыми.

В смысле овалы сильно больше катетов делают по ширине ? И швы перестают быть пробочными и становятся обычными ? И запрет обойдён ?

[румата]

Сообщение от Tyhig Ну понятно, что добавится ось координат. Какая разница.

Отгиб же будет появляться только под колесом крана. Остальная часть привареной пластины будет нагружена в перпендикулярном направлении и будет подкреплять локальный отгиб под колесом. Как при расчетах на прочность, так и при расчетах на устойчивость.

Сообщение от Tyhig Тут недавно была тема, где как раз полку усиливали от отгиба.

Пластина же все равно значительно включится в работу балки на изгиб. При этом она будет полностью и значительно растянута в направлении вдоль оси подкрановой балки и сжата только локально в перпендикулярном направлении.

Сообщение от Tyhig Думаю, что напротив. Нижний лист всегда будет испытывать слишком большой эксцентриситет и всегда будет выгибаться от полки, если не удержать.

Ну так тогда нужно найти критическую силу для пластины при локальном действии колеса крана с учетом этого "слишком большого" эксцентриситета. Но, опять же, балочная аналогия здесь не совсем к месту.

----- добавлено через 54 сек. -----

Сообщение от Tyhig В смысле овалы сильно больше катетов делают по ширине ?

Не понимаю о каких овалах идет речь.

[Tyhig]

Сообщение от румата Не понимаю о каких овалах идет речь.

ГОСТ Р ИСО 2553-2017

Пробочный шов: сварная пробка поставленая с проплавлением верхнего элемента соединения

Заклепочный шов (в прорезь или в отверстие)

...
В смысле пробочный, это когда овальное отв. в одном из листов полностью заварили, а замкнутый угловой шов это когда в центре овала сварки нет.

[румата]

Сообщение от Tyhig В смысле пробочный, это когда овальное отв. в одном из листов полностью заварили, а замкнутый угловой шов это когда в центре овала сварки нет.

Все равно не понимаю, при чем здесь пробки и заклепки. Свободные(длинные) края пластины усиления просто приваривают сплошным нахлесточным швом к полке балки. Нет?

[Tyhig]

Сообщение от румата Нет?

Я про шов в центре нижней пластины, поддерживающий устойчивость. С трудом верится в неё без него.