[Нитонисе]

Вот такая расчетная схема пролетной конструкции - предположительно балка.



Предназначена эта конструкция для устройства монолитного перекрытия. Габарит по высоте жестко определен как 800 мм. По данным условиям подобрана сварная стальная балка с полками 400х34 мм и стенкой толщиной 16 мм. Получается приличная масса такой балки - 3.5 тонны.

Что можно было бы сделать для облегчения данной конструкции? На сколько уместно пытаться использовать какую-то ферменную конструкцию?

[vegas]

Ферма на 800 думаю не уместна, так как узлы и габариты поясов все сожрут. плюс трудоемкость изготовления. Самый простой вариант который напрашивается это делать ее переменного сечения. стенка разной толщины и пояса разной ширины, хотя тоже трудоемкость повышается, но не до такой степени.
pS лист 34мм не ходовой, если вообще есть
Можно еще кругляков в стенке навырезать и увезти на дачу

[ФАХВЕРК]

Сообщение от Нитонисе Что можно было бы сделать для облегчения данной конструкции?

Посчитать с учетом работы бетона - выполнить расчет сталебетонной конструкции.

Сообщение от Нитонисе На сколько уместно пытаться использовать какую-то ферменную конструкцию?

Рациональный угол похода элементов решетки лежит в области 40-50 градусов - если пойти таким путём получите ферму аналог котороый применяют для крепления контактного провода на ЖД, только вот сечения будут большими.

Ну а если б не габарит в в 800 мм.... то тут есть где душе разгуляться)). Можно преднапряжение замутить - но практически таких конструкций мало.

[vegas]

Узлы опирания балки можно сделать жесткими, если это возможно. Уменьшите момент в пролете и сечение соответственно.

[ФАХВЕРК]

ну можно балку с "хлопунами" Бирюлева спецкурс по МК. Только вся эта экономия и эротическая экзотика выйти может боком и по итогу :

Сообщение от Нитонисе По данным условиям подобрана сварная стальная балка с полками 400х34 мм и стенкой толщиной 16 мм

будет самым оптимальным вариантом

[Нитонисе]

Заказчик предложил сделать перфорированную балку, но тут два нюанса.
1. Согласно СП перфорированные балки следует делать только из прокатных двутавров, а таковых по сортаменту не подобрать, чтобы отвечали условиям прочности и жесткости.
2. Если закрыть глаза на СП и сделать перфорированную балку полностью сварную, то выигрыш в металле получается небольшой, ведь ослабляя стенку мы уменьшаем площадь поперечного сечения и момент инерции. А так как балка подобрана по прогибу, то момент инерции надо компенсировать толщиной ослабленной стенки. В итоге площадь стенки будет меньше, но сама стенка толще. Эффект вроде бы получается не такой и большой, чтобы так усложнять простую конструкцию.

По поводу того, чтобы сделать балку переменного сечения - пожалуй можно подумать.

[ФАХВЕРК]

Нитонисе, эстетика важна? Если - да - можно, если - нет - забейте. Выигрыш копеечный.

[Бармаглотище]

Сообщение от Нитонисе 2. Если закрыть глаза на СП и сделать перфорированную балку полностью сварную, то выигрыш в металле получается небольшой, ведь ослабляя стенку мы уменьшаем площадь поперечного сечения и момент инерции. А так как балка подобрана по прогибу, то момент инерции надо компенсировать толщиной ослабленной стенки. В итоге площадь стенки будет меньше, но сама стенка толще. Эффект вроде бы получается не такой и большой, чтобы так усложнять простую конструкцию.

хрень полная.
Сопромат, надеюсь, не забыл в части определения геометрических характеристик сечений?
Возьми двутавр. Посчитай его момент инерции. Затем разрежь его по середине стенки и раздвинь тавры. Ну, скажем, на половину высоты стенки. Снова посчитай момент инерции. Сравни.

Offtop: Если грубо - то момент сопротивления и инерции зависит от площади полок и расстояния между ними. Влияние стенки - весьма незначительно.

Геморрой тут в другом, а именно в трудоемкости изготовления. Кроме того, не каждый нынешний "завод" перфобалку сделает нормально.

[Нитонисе]

Сообщение от Бармаглотище Если грубо - то момент сопротивления и инерции зависит от площади полок и расстояния между ними. Влияние стенки - весьма незначительно.

Ну, влияние стенки имеется. И если из сечения двутавра вырезать кусок стенки, то чтобы компенсировать потери момента инерции - нужно оставшийся кусок стенки утолстить.

Сообщение от Бармаглотище Геморрой тут в другом, а именно в трудоемкости изготовления. Кроме того, не каждый нынешний "завод" перфобалку сделает нормально.

Вообще-то заказчик сам выразил такое пожелание. Смущает другое - выигрыш по массе очень небольшой, но сложность изготовления может отразиться на качестве, а также СП разрешает делать перфорированные балки только из прокатных двутавров.

[Бармаглотище]

Сообщение от Нитонисе Ну, влияние стенки имеется. И если из сечения двутавра вырезать кусок стенки, то чтобы компенсировать потери момента инерции - нужно оставшийся кусок стенки утолстить.

кактотак

[Нитонисе]

Сообщение от Бармаглотище кактотак

Это вы что такое нарисовали? У меня балка фиксированной высоты - 800 мм. Если облегчить стенку устройством вот таких вырезов, то в сечении с вырезом изменится момент инерции. Чтобы его компенсировать - нужно утолстить стенку. Ну вот например у меня стенка 732х16. Допустим из середины вырежем 432 мм стенки, оставив кусочки 150 мм у верхнего и нижнего поясов. Чтобы компенсировать потери момента инерции - вот эти кусочки по 150 мм должны быть уже толщиной не 16 мм, а 20 мм.

[Бармаглотище]

Offtop: а, нафиг. лень
http://dwg.ru/lib/419

Утренние расчеты в windows-калькуляторе. Всё в миллиметрах разных степеней.

момент инерции полки в 400х34: бэ*аш^3/3212 = 1310133,33
момент инерции полки, с учетом расстояния от центра в (732+34)/2=383: 4913001310133,33+383^2*400*34=1996280533,33
момент инерции двух таких полок: 39909234003992561066,67

момент инерции стенки: 196111584522964224.

суммарный момент инерции: 41870349844515525290,67

доля момента инерции стенки: 522964224/4515525290,67=0,11581470379114855925711527288599. Если попроще - менее 5%. Что ж у Вас балка с Кисп по прогибу более 0,95? Если менее, значит вырезать всю стенку не проблема, а вы насчет каких-то гексаэдров боитесь. Ну ок, почти 12%.

И в целом, Бармаглотище правильно намекает - перфорированные двутавры делаются не вырезанием отверстий в балках, а разрезанием балки по хитрой ломаной, чтоб потом поднять одну полубалку над другой. Я так понимаю, он Вам предлагает взять какую-нибудь 40Ш или даже 40К и её разрезать.

[Нитонисе]

Arikaikai, у вас немного неправильные расчеты. Стенка влияет конечно не очень сильно, но влияет. Момент инерции двутавра у меня подобран с КИ близким к единице, поэтому потери момента инерции от выреза надо компенсировать.



Таким образом площадь металла на стенку пойдет меньше, но толщина будет больше. В результате выйгрыш по массе будет не очень большой. Однако если все же идти по этому пути уменьшения материалоемкости, то меня смущает тот нюанс, что СП говорит, что перфорированные балки следует делать из прокатных двутавров. У меня же сварной двутавр и формально он получается вне закона для таких технических решений

Что до раскроя прокатного двутавра на высоту 800 мм, то нет такого прокатного двутавра, который в раскроенном состоянии был бы эквивалентен по характеристикам моему сечению сварной балки. Я подбирал вместо сварной балки прокатную - проходил только двутавр 100Ш2. Не применил его из-за большой высоты. У меня габарит жестко 800 мм.

Сообщение от Нитонисе у вас немного неправильные расчеты

Хм.. И почему я сегодня утром был твердо уверен, что в формуле в знаменателе 32? Исправил.

По поводу СП - приложение М рекомендуемое.

По теме дальше - ферму в 800 мм толку искать нет, профили для поясов круче, чем толстенные пластины все равно не существуют явно. Может можно подумать над гофрированной стенкой? И есть еще бистальные балки вроде бы (слышал только о них). Кстати, может быть, увеличить ширину полки?

[Нитонисе]

Сообщение от Arikaikai По поводу СП - приложение М рекомендуемое.

Пусть и рекомендуемое, но если проектировать на его основе, то надо выполнять его требования. А не проектировать на основе приложения М - нет оснований. Да и в литературе я не видел расчетной методики для составных балок. Хотя кое-где написано, что перфорация используется ив прокатных и составных балках. Но того же расчета поясного шва для перфорированной балки - не встречал. Наверняка там есть особенности.

Сообщение от Arikaikai Может можно подумать над гофрированной стенкой?

Что даст гофрирование стенки - на первый взгляд неясно. Надо бы почитать литературу.

Сообщение от Arikaikai И есть еще бистальные балки вроде бы (слышал только о них).

Бистальные балки по расходу металла я так понимаю практически одинаковы с моностальными. Там экономия идет за счет применения пониженных марок сталей, там где это возможно.

Сообщение от Arikaikai Кстати, может быть, увеличить ширину полки?

Ширина балки задана 400 тоже конструктивно. Балки лежат на консолях ж/б колонн. Вылет консолей 500 мм. Увеличивать ширину особо некуда, да и что это даст? Уменьшение толщины поясных листов? А вот уменьшить ширину в принципе можно, если делать балку переменного сечения, сэкономив на опорных и консольном участках.

[Vavan Metallist]

Зачем так много писать если ответ дан в п.3

Сообщение от ФАХВЕРК Посчитать с учетом работы бетона - выполнить расчет сталебетонной конструкции.

Правда не совсем понятно как это сделать но тем не менее.
Все остальное (ферма, балка с перфорированной, гофрированной, с "хлопунами" Бирюлева) - не к месту

[ФАХВЕРК]

Vavan Metallist, коллега, приветствую! Я на решение в Гореве ориентировался - на память не помню, но ось х-х смещается вверх и большая часть стального двутавра переходит в работу на растяжение. Конструктивное мероприятие - установка лягушек ( гусаков, отгибов как их там ещё ) по расчету с определенным шагом на верхний пояс балки. В моей практике решение применить не удалось - если ТС располагает временем на расчет, детальную проработку, то можно рискнуть, но помнить про: Горев В.В., том 1, стр.109, 1 абзац, 4-ое предложение. Не пугайтесь этого произвола....

[Бармаглотище]

это чаще в мостах делается

[Vavan Metallist]

Сообщение от Бармаглотище это чаще в мостах делается

Эта тема и для строительства становится все актуальней. Н непонятно по какому нормативу расчитывать. По мостам и трубам надо бы. В Гореве описание есть - но все таки так, бегло.
Есть еще вариант сделать верх монолита в одном уровне с верхом балки. Тогда она будет выше. Но стоит ли реально это вариант применять - не уверен. Ведь кроме того, что надо будет варить саму балку к ней еще надо варить полки для опирания плиты.