Schöck
| 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: 15,306

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: 77394
 
Непрочитано 15.08.2014, 04:48
#121
Rockname


 
Регистрация: 08.05.2013
Сообщений: 203


Цитата:
Сообщение от ETCartman Посмотреть сообщение
просто скад неправильно считает.
так у вас консоль 6 м в схеме, Lef,z в отчете 12м, мю=2;
L'ef,y=20.8579м; КЗУ1=8.9798; КЗУ2=27.1269;
Lef,y = L'ef,y*sqrt(КЗУ1/КЗУ2) = 20.8579*sqrt(8.9798/27.1269) = 12 м
Rockname вне форума  
 
Непрочитано 15.08.2014, 06:09
2 | #122
ETCartman


 
Регистрация: 09.12.2008
Сообщений: 4,655


спасибо - действительно глупая ошибка. сначала ввел 6 метров, потом 10 тонн, в голове отложилось 10 метров. В результате посчитал все неправильно. В ANSYS другая задача совсем - уже для 10 метров, тоже правильно все. Еще подумал что почему то сильно стройная колонна в ансис, но времени проверить уже не было и голова под конец дня плохо соображает. К тому же все формы визуально указывали на двойку - половина полуволны для первых двух.
Теперь поправил отчет и перевыложил его чтобы не позориться. Кстати скоро придется снова считать раму довольно хитрую и там как раз эту опцию скада буду использовать, так что я зря х-ми обложил скадсофт.
Вообще было бы гораздо удобней если бы они сделали опцию подсчета расчетной длины по другому - чтобы она была доступна прямо в свойствах стержня из анализа форм. Потому что на самом деле действительно приходится перебирать их много, а рассчитывать для каждой или даже смотреть в отчет не удобно, надо отвлекаться - проверять локальные оси и тд.

PS продолжая рассуждения на тему анализа устойчивости
1. Скад изгибно крутильную форму не считает. И стати ANSYS ее считает только если подключить отдельную опцию. Указанная в топике формула Ильнура все равно для такой формы не верна. При проверке по СНиП для двутавра все равно берут lef_y при проверке изгиба с кручением. Да и большинство строительных конструкций так устроено, что едва ли как то по другому это может получиться.
2. Почему СНиП ограничивает мю=3 для верхних участков? Потому что в СНиПе приведены формулы для расчетных длинн всей колонны при одном загружении. Верхние участки при этом вовлекаются в формы но не инициируют потерю устойчивости сами по себе. Для них формально мю получается большое (потому что Кзапаса для всех элементов в данной форме - один, а верхние участки могут просто оказаться недогруженными).
Потому что расчетная длина и Кзапаса вообще не для них. "Для них" возможно окажется расчетная длина по другой форме и для другой комбинации нагрузок. То есть данная поправка к СНиП никак не противоречит методу расчета а просто пытается скорректировать сложность анализа таких результатов.
3. Является ли метод Эйлера абсолютно точным? Конечно нет - но альтернативой является так называемый деформационный расчет, причем геометрически и физически нелинейный. Причем желательно с использованием явного метода анализа и конечно - специальных стержневых элементов (а лучше оболочечных) с большим количеством точек интегрирования по сечению. И даже в этом случае пришлось бы просчитывать не одну а массу комбинаций в общем случае. Потом когда нибудь в будущем так возможно и будут считать, когда компьютеры станут помощнее и программы усовершенствуют и стандартизируют (чего даже сейчас пока не произошло).

Последний раз редактировалось ETCartman, 15.08.2014 в 06:38.
ETCartman вне форума  
 
Непрочитано 15.08.2014, 06:18
#123
OXOTHUK

конструктор ПГС
 
Регистрация: 18.02.2006
РФ, Р.Бурятия, Улан-Удэ
Сообщений: 231
<phrase 1= Отправить сообщение для OXOTHUK с помощью Skype™


Пока писал гневное опровержение, всё исправили !).
P.S.
Замечу, что в развитие выводов в трехтомнике Перельмутера А.В и Сливкера В.И. о проблемах устойчивости, профессор Лалин В.В.(Санкт-Петербургский государственный технический университет) уточнил формулу эйлера и доказал ошибочность ряда "классических" формул. (k1, k2, k3 - жесткости)
Изображения
Тип файла: jpg 2014-08-15_11-07-57.jpg (67.4 Кб, 1228 просмотров)
Тип файла: jpg 2014-08-15_11-08-16.jpg (64.9 Кб, 1121 просмотров)
Тип файла: jpg 2014-08-15_11-08-28.jpg (36.8 Кб, 1096 просмотров)
OXOTHUK вне форума  
 
Непрочитано 15.08.2014, 06:43
#124
ETCartman


 
Регистрация: 09.12.2008
Сообщений: 4,655


Цитата:
Сообщение от OXOTHUK Посмотреть сообщение
уточнил формулу эйлера и доказал ошибочность ряда "классических" формул. (k1, k2, k3 - жесткости)
Не понятно как он ее уточнил. она всегда считалась "неточной", потому что исходит из линеаризованного уравнения. А "точные" известны 100 лет и все равно принципиало ничего не меняют.
К тому же подход с Эйлером применительно к уточненной деформированной схеме (с учетом физнелина) - строго говоря не точный, и абсолютно доподлинно известно что никакого уточнения укладывающегося в конечные формулы в общем случае все равно быть не может.
ETCartman вне форума  
 
Непрочитано 15.08.2014, 06:59
#125
OXOTHUK

конструктор ПГС
 
Регистрация: 18.02.2006
РФ, Р.Бурятия, Улан-Удэ
Сообщений: 231
<phrase 1= Отправить сообщение для OXOTHUK с помощью Skype™


Ждать официальной публикации надо для детального разбора. Сам жду журнал строительная механика.
Уточнение заключается в правильном учете жестостей на растяжение и сдвиг. Про физнелин речи нет, всё упруго, это чистая теория. Как отмечает автор, новая формула в частных случаях приводит к классическим (формула Эйлера), при этом сама является относительно простой (можно подсчитать на калькуляторе).
Пример как изменилась критическая сила для стержня со сдвиговой жесткостью - на второй картинке. Как в частном случае формула приведена к решению Эйлера - на третьей картинке.
Речь даже не об уточнении, а об ошибке.
OXOTHUK вне форума  
 
Непрочитано 15.08.2014, 07:23
#126
ETCartman


 
Регистрация: 09.12.2008
Сообщений: 4,655


Цитата:
Сообщение от OXOTHUK Посмотреть сообщение
Пример как изменилась критическая сила для стержня со сдвиговой жесткостью - на второй картинке. Как в частном случае формула приведена к решению Эйлера - на третьей картинке.
Речь даже не об уточнении, а об ошибке.
То что сдвиговая жесткость влияет и формула Эйлера уточняется - известно было всегда по моему, по крайней мере 100 лет точно. То, что практически сдвиговой жесткостью можно везде пренебрегать - тоже известно. Следящая сила дает другой результат чем не меняющая направление - тоже не открытие.
Вы какими угодно можете считать элементами - стержневыми, оболочечными или объемными, та же формула Эйлера практически у вас и получится в задаче линейной устойчивости. К тому же допустим сейчас я лично чаще считаю объемными (конструкции типа стволов-башен, рам, и так далее) - чаще чем стержневыми и никакой принципиальной разницы кроме там где она очевидно должна быть - не вижу.
То есть я не верю в данное открытие и думаю что это велосипед но под иным соусом. Формула Эйлера верна методологически - сама по себе, как часть теории и как часть теории в основе существующих норм. А все прочее доступно пока тольно очень машиноемкими численными методами и на многих частных примерах показано что универсальной формулой объять это все невозможно.
Чего например от скада мне не нужно? От скада нужно быть хорошим калькулятором (чтобы иметь возможность надежно контролировать результат и избегать глупых ошибок как я выше сделал), более ничего не требуется. ну конечно если где то внедрят что то понятное в плане анализа устойчивости какими то автоматическими методами - было бы хорошо
Конкретно в плане расчетов на устойчивость можно было бы внедрить 1) автоматическое формирование огибающих комбинаций на основе поэлементного анализа РСУ (в американских допустим нормах никаких РСУ и вообще нет - есть только определенные группы комбинаций, что весьма удобно. Тем более что любой расчет - по сути довольно условный численный тест). 2) удобное упрощение сложных схем на основе автоматического анализа НДС. 3) автоматичский анализ учтойчивости и подставление мю в формулы для проверки по нормам - довольно сложно, но возможно. Все это можно бы сделать параллельно тому что есть, опционально и рекомендательно. Но при этом качество програаммы как добротного калькулятора это увеличило бы на порядки.

Последний раз редактировалось ETCartman, 15.08.2014 в 07:30.
ETCartman вне форума  
 
Непрочитано 15.08.2014, 08:05
1 | #127
OXOTHUK

конструктор ПГС
 
Регистрация: 18.02.2006
РФ, Р.Бурятия, Улан-Удэ
Сообщений: 231
<phrase 1= Отправить сообщение для OXOTHUK с помощью Skype™


На мой взгляд научной ценности в открытии действительно больше. Вот практические данные по Вашему примеру из поста №120 (см. вложения )
Считаю, что не следует пренебрегать более точными аналитическими решениями, тем более, если они доступны при расчете на калькуляторе.
P.S.: со всеми этими заключениями от темы ушли.

по теме ветки - на сайте скада сто лет назад выложена презенация Теплых о разных способах вычисления расчетных длин в Скаде в самых разных системах - плоских, пространственных, стержневых, оболочечных. Teplyh2009.ppt
Вложения
Тип файла: rar Stability.rar (7.9 Кб, 182 просмотров)

Последний раз редактировалось OXOTHUK, 15.08.2014 в 08:19.
OXOTHUK вне форума  
 
Непрочитано 15.08.2014, 09:20
#128
ETCartman


 
Регистрация: 09.12.2008
Сообщений: 4,655


Презентация Теплых кстати откровенно бессодержательная (кроме пунктов об упрощениях - как именно скад считает по СНиП)
во первых нет ничего про множественный анализ форм (данная тема). Функция это введена дурацким образом - через правку ini файла (по идее могли бы сделать в окне, там где и прочие параметры расчета - форм не всегда нужно много). Во вторых - она не нова и даже скорее обычна для нормальных расчетных программ. Ее изначально нужно было вводить.
Расчетные длины вычисляются в документаторе - половина заведомо неверно (не может быть один Кзап ) в плоскости и из плоскости - то есть надо пересчитывать вручную по формулам. Наконец - справки нормальной нет, с точки зрения описания того, что делает и как делает программа (нормальная справка в Робот, Ансис и так далее).
Наконец откровенно грубая ошибка - вычисленные по Эйлеру коэффициенты запаса (балки оболочками, рамы переменного сечения) - считать реальными в независимости от гибкости (стенки, сечения и т.д.). даже если конструкция супергибкая то коэффициент запаса по СНиП прописан не менее 1.3. А для обыденных конструкций запас по эйлеру типа 5-10 фактически соответствует пределу устойчивости (то есть запаса нет). А сейчас народ сплошь и рядом принимает это за чистую монету и считает эти балки оболочками в предположении что это именно и есть устойчивость.
ETCartman вне форума  
 
Непрочитано 18.08.2014, 09:09
#129
belmende

проектировщик, обследователь
 
Регистрация: 10.02.2011
г. Тула
Сообщений: 109


Цитата:
Сообщение от ETCartman Посмотреть сообщение
(не может быть один Кзап ) в плоскости и из плоскости - то есть надо пересчитывать вручную по формулам
Добрый день! Не могли бы уточнить как именно получить мю для другой плоскости? Вот допустим посчитал каркас. Колонны из двутавров. Соответственно разные жесткости в разных плоскостях и разные типы закрепления. СКАД считает минимальный КЗУ, насколько я понимаю. То есть я допустим догадался для какой плоскости посчитан КЗУ. По Эйлеру считаю мю. А между плоскостями связи-то никакой? Что делать? Смотреть кучу форм и проверять по какой форме устойчивость теряется в нужной мне плоскости и для соответствующей формы опять по Эйлеру вычислять мю???
belmende вне форума  
 
Непрочитано 18.08.2014, 11:24
4 | #130
IBZ

Расчетчик МК
 
Блог
 
Регистрация: 06.05.2006
Ростов-на-Дону
Сообщений: 4,250


Вот только что ознакомился с тестом от ETCartman. Прокоментировать, видимо, придется, но сейчас абсолютно нет свободного времени. Посему коментарии буду выкладывать в этом сообщении порционно в виде тезисов (потока сознания ) До полного окончания сего сообщения отвлекаться на текущие коментарии, ежели таковые последуют, не буду.

1. Некий внутренний дискомфорт/протест вызывает метод анализа расчетной длины с помощью заведомо нереальных форм потери устойчивость. Ведь как ни крути, потеря устойчивости при данной схеме загружения (по крайней мере в отсутствии изгибающих моментов) будет происходить из плоскости при Мю=2 и никак эту форму не проскочить, хоть что делай. Вывод формулы Эйлера основан при этом на пограничном состоянии системы, а чтобы брать заведомо нереальную ситуацию и на основании ее что-то получать ...

2. Тем не менее Мю=2 для консоли получено. Только вот Скад выдает по каждой форме по 2 расчетных длины, которые также могут быть получены через коэффициенты запаса форм. В данной задаче мы знаем конечный результат и ( ну мне, по крайней мере, так показалось) вольно или невольно подгоняем результат расчета под известное нам решение. Во всяком случае, не присутсвует какого либо объяснения на основанн чего два значения "оставлены за бортом". И как поступать в более сложном случае без наличия четкого алгоритма анализа, который должен давать корректный результат и в данном примере, мне не понятно. Мне бы хотелось увидеть пояснение типа: вот мол 4 зачения расчетных длин, по критерию такому-то отсеяны эти и эти. Ну или выбрано это и это.

3. Скад (как я понял и другие программы тоже) требует предварительного указания количества форм потери устйчивости. Каким образом их можно оценить в мало-мальскои сложной, да еще и пространственной системе. Это ведь не формы колебаний, лишние из которых программа просто отбросит а остальные в результате сложит - здесь нужно задать количество, гарантированно включающее нужные, но при этом позволяющее не "потонуть" в информации. Иными словами не вижу воможности определения "необходимого и достаточного".

4. Последнее обстоятельство весьма сильно усугубляет умение программы считать изгибно-крутильные формы. Здесь уже говорилось, что в применении к таким формам расчетная длина взята быть не может. Из этого следует, что их необходимо заведомо игнорировать. Очень весело получится, если такие формы идут первыми, особливо в свете пункта 3. Вот уж, действительно, горе от ума ...

5. Еще одним усложняющим фактором является возможность существования форм потери устойчивости, в том числе и первых, где критическим будет один и тот же стержень.

6. В более-менее сложной пространственной системе графический анализ форм - "еще то удовольствие", а порой и просто невозможен. Кто готов анализирвать таблицы - wellcom to Hell

7. Форма потери устойчивости понятие вторичное. Сначала считаются параметры устойчивости, критические силы, расчетные длины, коэффициент запаса, а уж соответствующая форма определяется только после, да и то если попросите.

8. В российской нормативной литературе и пособиях к ней нет описания методики определения расчетных длин через анализ форм. Если честно, то я не знаю описания такой методы и в ненормативной литературе тоже ...

Из вышеизложенного я делаю для себя вывод: если метод определения свободных длин по анализу нескольких форм потери устойчивости и возможен, то его трудоемкость и необходимая квалификация расчетчка сводят возможность его применения в повседневной практике практически к нулю. Косвенно об этом свидетельствует, как ни странно, сам СКАД - не случайно разработчики запрятали возможность получения более одной формы аж в корректировку файла, ох не случайно .


Все вышесказанное относилось, собственно, к оценке возможности практического применения метода анализа форм потери устойчивости к получению корректных значений Мю для всех элементов системы во всех плоскостях. Теперь немного рассуждений о возможности/целесообразности применения пространственной расчетной схемы непосредственно в СКАДе. Тоже тезисы применительно к металлоконструкциям:

1. Действующие нормы говорят о расчетной длине в плоскости и из плоскости, не предполагая никаких связей/отношений между ними, поэтому вполне логично и считать их раздельно. Скад же (судя по результату) составляет общее уранение устойчивости для 2-х плоскостей. Отсюда и непотребный результат для расчетной длины в плоскости большей жесткости для элементарной консоли в первой (и единственно реальной) форме. Собственно, одного этого уже достаточно, чтобы забыть про пространственные расчетные схемы.

2. Громадное приемущество этого подхода - возможность его алгоритмизации. Применительно к данному примеру с консолью любой пользователь, умеющий мало-мальски работать в Скаде и ничего не знающий об устойчивости, задав 2 схемы получит Mюх=Мюу=2. Глядишь задумается почему так, да и в теорию полезет

3. Расчетная схема для определения Мю из плоскости чаще всего вообще не нужна, а если и нужна, то представляет собой стойку с рядом горизонтальных раскреплений и нагрузками по ярусам. Есть, естественно, и исключения, когда нужна рама из плоскости, но это именно исключения для большинства проектировщиков.

4. Необходимо сказать, что и в плоских схемах имеются нюансы, но их учет на 2 порядка легче, чем при схеме 3D. При этом пространственная схема от них никак не избавляет - туточки они все собственной персоной.

5. Теперь о том, можно ли использовать значения расчетных длин (кроме значения для критического элемента), полученных в одной форме при расчетах на устойчивость. Г-н Перельмутер говорит, что полученные для них значения Мю имеют весьма малое отношение к расчетам с использования Фи (кажется так ?), однако не дает никаких рекомендаций как поступать на практике. Я считаю, что можно и нужно. Причем расчет по устойчивости может быть произведен всегда, а проверка ограничений по гибкости требует дополнительного анализа. Причина простая: такой расчет пойдет в запас, так как значения расчетных длин таких элементов завышены. А то, что природа потери устойчивости обусловлена влияния критического элемента - так это ни о чем не говорит. Так схема И.3. Приложения И СП 16.13330.2011 определяет значение Мю > 1 при высокой горизонтальной податливости конца шарнирного элемента. При этом стержень остается прямым - явно нетрадиционная форма потери устойчивости - но полученным значением Мю надлежит пользоваться обычным образом, так как никаких указаний об обратном нормы не содержат.

6.Таблицы для определения расчетных длин и формулы, приведенные в нормах, получены из рассмотрения именно плоских схем. Подробный ход получения значений для ступенчатой колонны (уж не помню с какими именно условиями закрепления верхнего конца - вроде с несколькими), приведен в ЦНИИПСКовском руководстве.

7. Проверка/оценка полученных значений расчетных длин, а без этого результат ничего не стоит, реально может быть выполнена вручную только с использованием плоских схем.

Ну вот, собственно, осталось только разобрать пример, вот этот:

- однопролетная рама с жестким примыканием ригеля
- 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 30Ш1, нагрузка в верхнем узле 10 (т)
- в основании колонн жесткая заделка
- двутавры ориентированны большей жесткостью в плоскости рамы
- из плоскости рама шарнирно раскреплена сверху и снизу (вертикальные связи)

SCAD при плоской расчетной схеме выдает следующие результаты вычислений:
- Кзап=22,08 (для первой формы потери устойчивости);
- для левой колонны мю1=1,26;
- для правой колонны мю2=1,72;
- для ригеля мю3=1,62;

Вообще говоря, меня устраивают эти значения для всех элементов, и в отсутствии иного РСН с другим перераспределением я бы расчет закончил. Но сначала, конечно, проверка. Для этого нам потребуются 2 формулы из теории устойчивости, отсутствующие в СНиПе.

- параметр устойчивости для стержня: v=l*sqrt (N/EJ); нас на первом этапе будут интересовать относительные значения, поэтому значением Е можно пренебречь и записать v'=l*sqrt (N/J)

- коэффициент расчетной длины Мю=Пи/v

Моменты инерции сечений и условные параметры устойчивости (в скобках приведены относительные значения) :

I 40Ш1; J1=30554 см4; v1=6*sqrt (50/30554)=0.243 (1.365)
I 30ШI; J2=11338 см4; v2=6* sqrt (10/11338)=0.178 (1.000)
I 40Б1; J3=20019 см4; v3=12*sqrt (5/20019)=0.190 (1.067)

Как видно из значений v первый элемент теряет устойчивость стесненно, а остальные вынуждено (терминология Перельмутера). Будем искать именно правильное значение Мю - Мю1. Для этого воспользуемся формулой 69 таблицы 17а СНиП II-23-81*.

n1=20019*6/(12*30554)=0.328; Mю1=sqrt [(0.328+0.56)/(0.328+0.14)]=1.377

Данное значение Мю справедливо только при равнонагруженных колоннах (точнее имеющих одинаковый параметр устойчивости) - у нас случай другой. Уточняем степень загружености правой колонны на рассматриваемую, применяя формулу (71)* СНиП 2-23-81*

Сумма продольных сил Sn=50+10=60 (т); Сумма жесткостей Sj=30554+11338=41892 (см4) Sn/Sj=60000/41892=1.432

Окончательное значение Мю1=1.377*sqrt (1.432*30554/50000)=1.29 (против 1.26 по программному расчету)

Минимальное значение v (для элемента 2) v=Пи/1.29=1,783, тогда Мю2=Пи/1,783=1,76 (программно 1.72); Мю3=Пи/(1.783*1,067)=1,65 (прграммно 1,62)

Проверка "почти по СНиП" подтвердила программные значения, и я буду ими (всеми) смело пользоваться в реальном проектировании, наплевав на то, стесненные эти Мю или вынужденные, что бы там не говорил Перельмутер. Причем полученные свободные длины я буду использовать как при расчете на устойчивость, так и при оценке гибкости. Для элементов 2, 3 это будет, возможно и в запас, но, в отличие от теоретиков, инженер должен расчитать конструкцию и так или иначе какие-то расчетные длины принять, а не рассуждать о неверности общего подхода. . Расчетную длину из плоскости я приму просто между точками раскрепления, не заморачиваясь ни на какие расчеты

А теперь хотелось бы заслушать начальника транспортного цеха приверженцев анализа пространстенных расчетных схем со многими формами потери устойчивости. И с подробными пояснениями как выбрано число анализируемых форм, по какому критерию эти свободные длины принимаем, а эти игнорируем и, самое главное, на какие конкретно расчетные длины должна быть расчитана приведенная конструкция в случае ее реального практического проектирования.

Последний раз редактировалось IBZ, 22.08.2014 в 12:15.
IBZ вне форума  
 
Непрочитано 19.08.2014, 09:39
#131
hentan


 
Регистрация: 22.01.2013
Сообщений: 1,298
Отправить сообщение для hentan с помощью Skype™


Цитата:
Сообщение от IBZ Посмотреть сообщение
Необходимо сказать, что и в плоских схемах имеются нюансы
А не могли бы Вы уточнить какие? Offtop: (если время будет и не секрет)
__________________
"Тщательное планирование – ключ к безопасному и быстрому путешествию."
Одиссей (с)
hentan вне форума  
 
Непрочитано 19.08.2014, 09:57
#132
ETCartman


 
Регистрация: 09.12.2008
Сообщений: 4,655


Цитата:
Сообщение от IBZ Посмотреть сообщение
В российской нормативной литературе и пособиях к ней нет описания методики определения расчетных длин через анализ форм. Если честно, то я не знаю описания такой методы и в ненормативной литературе тоже ...
..
В части практической сложности определения расчетных длин всех элементов (да еще при всех комбинациях отдельно) - я согласен.
К тому же это сложно делать в скаде потому что программа эта хотя и неплохая в целом но очень неудобная в использовании.
Но вот по поводу этого пункта не совсем согласен. Потому что это есть в любом практически учебнике сопротивления материалов и строительной механики, а снип и пособия ссылаются именно на методы строительной механики. Эта методика в чистом виде часть строймеха - не зависимо от того в какой программе вы это собираетесь считать, получите вы то же самое.
Технически расчет на устойчивость реализуется в МКЭ примерно аналогично поиску собственных форм и частот при модельном анализе и сводится к поиску собственных значений
ETCartman вне форума  
 
Непрочитано 19.08.2014, 12:25
#133
eilukha


 
Регистрация: 10.09.2007
Сообщений: 7,488


Цитата:
Сообщение от IBZ Посмотреть сообщение
не случайно разработчики запрятали возможность получения более одной формы аж в корректировку файла
- согласен, они очень осторожно относятся к функциям своего детища, которые юзер может неверно истолковать.

Цитата:
Сообщение от IBZ Посмотреть сообщение
нет описания методики определения расчетных длин через анализ форм.
- как нет и для одной первой формы.
Offtop: Как мне кажется, суть задачи предельно проста: найти свободную длину упруго закреплённого сжатого стержня, причём жёсткость упругих закреплений зависит от "степени сжатости" примыкающих стержней. Не вижу причин, почему "многоформенный" анализ не является решение этой задачи.
eilukha на форуме  
 
Непрочитано 19.08.2014, 22:09
#134
Геннадий1147


 
Регистрация: 30.08.2008
Ростов-на-Дону
Сообщений: 262


Цитата:
Сообщение от ETCartman Посмотреть сообщение
Эта методика в чистом виде часть строймеха -
Естественно, но

Цитата:
Сообщение от eilukha Посмотреть сообщение
Не вижу причин, почему "многоформенный" анализ не является решение этой задачи.
насколько я понял методику "многоформенного" анализа - он не является решением в силу своей практической бессмысленности. В примере ETCartman - взяли мы вторую форму для двутавра, получили мю=2, а толку? двутавр уже, образно говоря, свернулся в дулю по первой форме и лежит на земле. и какая разница что там у него было по второй и другим формам? Кроме того, если в мало-мальски сложных конструкциях как отсеивать изгибно-крутильные формы? даже в разобранном примере третья форма "похожа и не похожа".
Если я все не так понял - ETCartman, IBZ, поправьте меня пожалуйста.
Геннадий1147 вне форума  
 
Непрочитано 19.08.2014, 22:39
#135
ETCartman


 
Регистрация: 09.12.2008
Сообщений: 4,655


Цитата:
Сообщение от Геннадий1147 Посмотреть сообщение
В примере ETCartman - взяли мы вторую форму для двутавра, получили мю=2, а толку? двутавр уже, образно говоря, свернулся в дулю по первой форме и лежит на земле. и какая разница что там у него было по второй и другим формам? Кроме того, если в мало-мальски сложных конструкциях как отсеивать изгибно-крутильные формы? даже в разобранном примере третья форма "похожа и не похожа".
Если я все не так понял - ETCartman, IBZ, поправьте меня пожалуйста.
Нет, вы не правильно понимаете суть и назначение этого расчета. Для стежней с большой гибкостью (100...120) устойчивость по Эйлеру означает реальную потерю устойчивости (по СНиП для рачетных значений принимается минимальный Кзапаса=1,3) Т.е. расчет по СНиП по сути избыточен - достаточно посчитать Кзапаса в программе и поделить его на 1,3
В общем случае реальная устойчивость устанавливается дополнительным расчетом по СНиП, и в этом случае устойчивость по Эйлеру не означает потерю устойчивости и коэффициент запаса (номер формы потери устойчивости) не означает что это самый слабый элемент и самая опасная форма. По СНиП самым слабым по устойчивости может оказаться элемент который формально по Эйлеру теряет устойчивость в 125-ю очередь с запасом по Эйлеру =10
То же касается расчетов оболочечными элементами и пр. - они не отменяют проверки по СНиП для не очень гибких стержней
Назначение данного расчета - установление общих форм и вычисление расчетных длин.
PS
Возьмите несколько стержней (сжатых и сжато-изгибаемых) разной гибкости и посчитайте предельное на учтойчивость усилие по СНиП (с фи) и по формуле Эйлера Pcr=Pi()^2*EJ/Lef^2
это даст вам понимание что устойчивость по Эйлеру - расчет условный и кроме как для определения Lef напрямую в общем случае использоваться не может

Последний раз редактировалось ETCartman, 19.08.2014 в 23:00.
ETCartman вне форума  
 
Непрочитано 19.08.2014, 23:09
#136
eilukha


 
Регистрация: 10.09.2007
Сообщений: 7,488


Цитата:
Сообщение от Геннадий1147 Посмотреть сообщение
бессмысленности
- это не смысл?:

Цитата:
Сообщение от eilukha Посмотреть сообщение
найти свободную длину упруго закреплённого сжатого стержня, причём жёсткость упругих закреплений зависит от "степени сжатости" примыкающих стержней
Где тут ошибка?
Цитата:
Сообщение от IBZ Посмотреть сообщение
Причина простая: такой расчет пойдет в запас
- ну не знаю, может и в запас (это, вообще говоря, неочевидно). Да и как можно о запасах говорить, когда такой расчёт в принципе неверен (обоснование некорректности данное Перельмутером у Вас не вызывает сомнения?).
eilukha на форуме  
 
Непрочитано 19.08.2014, 23:18
#137
unikum85


 
Регистрация: 02.04.2010
Ростов-на-Дону
Сообщений: 1,275
Отправить сообщение для unikum85 с помощью Skype™


Offtop: Хотите отправляйте в баню, хотите нет
Сколько флудить можно?! Хорошо одевать .. в лапти. Найдете Вы n-ное количество форм по n-ной ... Кому что доказать без "документа"? Только самого себя успокоить?
Высказались весьма авторитетные люди (еще в 31 посте), ЧТО ХЕРНЕЙ ЗАНИАЕТЕСЬ!.
В плоскости, из плоскости, по диагонали...Offtop: Есть СНиП 90%вопросов решает (если мозги включать, а не фантазию). .
Читайте СНиП - там все написанО!
__________________
Значки DWG в Ростов-на-Дону. ЗАКОНЧИЛИСЬ
unikum85 вне форума  
 
Непрочитано 20.08.2014, 03:48
#138
ETCartman


 
Регистрация: 09.12.2008
Сообщений: 4,655


Это очень практически полезное знание - дает возможность исследовать устойчивость конструкции в целом, посмотреть какими способами она может терять устойчивость при заданной системе связей и проверить ее. На упрощенных схемах, там где заданы только основные несущие элементы а связевые стержни заданы как элементы пространственной фермы - как правило все прекрасно смотрится.
При этом расчетную длину вполне можно оценивать визуально, мысленно сопоставляя расстояние между закреплениями и точки перегиба, имея в виду что Lef - одна полуволна.
То что IBZ не нашел этого в СНиПе - вполне естетственно, потому что нет снипа на МКЭ и нет даже снипа на методы строительной механики. Они подразумеваются везде.
ETCartman вне форума  
 
Непрочитано 20.08.2014, 09:18
#139
Бахил

?
 
Регистрация: 17.06.2014
Царицын
Сообщений: 9,181


Кстати в Александрове и Ко чётко написано, что имеет значение только первая форма. А пытаться через формы определить Эйлеровы длины занятие бессмысленное. Всё равно, что пытаться из матрицы вытащить отдельный блок (элемент) не имея представления об этом элементе.
__________________
В конструктивных дискуссиях каждый участник укрепляется в своих заблуждениях.
Бахил вне форума  
 
Непрочитано 20.08.2014, 09:38
#140
ETCartman


 
Регистрация: 09.12.2008
Сообщений: 4,655


Никакого противоречия с Александровым нет - просто не надо вырывать какие то сведения из контекста а читать внимательно, вникая в вывод формул и так далее. Для одного стержня в плоской постановке имеет значение только первая форма - логично, потому что формы более одной полуволны дают большее значение критчической силы (для данного стержня в данном направлении). См. мой анализ в #122 - там это есть.
Для пространственной конструкции состоящей из многих стержней - актуальных форм и расчетных длин много. Как минимум даже для простой рамы - форма в плоскости и формы из плоскости по каждому ряду. Расчетная форма для каждого стержня берется для его расчетной комбинации загружений (при которой элемент наиболее нагружен)
У меня времени пока нет на более детальный пример, но тут примеров и объяснений было уже более чем достаточно, так что никому не воспрещается все это воспроизвести и придумать более сложные примеры самостоятельно. Как выяснилось - скад считает вполне правильно (кстати не тестировал без разбивки стержня - не знаю). Неудобно конечно в нем работать и в частности формы анализировать, но неудобно не значит невозможно.

Цитата:
А пытаться через формы определить Эйлеровы длины занятие бессмысленное.
Именно так, через Эйлеровы формы и выводятся таблицы и формулы для расчетных длин в СНиП.

Последний раз редактировалось ETCartman, 20.08.2014 в 09:48.
ETCartman 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