[forest1gr]

SCAD выдаёт в линейной постановке коэффициент запаса устойчивости КЗУ=1,84 и корректную свободную длину 10метров для двутавра 20К1 длиной 5 метров защемленного.
В нелинейной постановке SCAD позволяет выполнить расчет на устойчивость если дополнительно, после расчета нажать на кнопку расчета устойчивости, КЗУ становится равным 0,84, а свободная длина зависит от количества шагов нагружения и величины этих шагов, но КЗУ при этом перестает зависеть от свободной длины. Почему так?
В первом загружении свободная длина получилась 20,9 метров, в двух других 14,78 метров а в четвертом 16,52 метра. КЗУ опять же при этом для всех нелинейных загружений одинаковый и не зависит от свободной длины стержня.
При том, что схема, сечения, напряжения, усилия и деформации для линейного и нелинейного расчета одни и те же.
Кто-нибудь знает в чём тут дело.

[Бахил]

Сообщение от forest1gr Кто-нибудь знает в чём тут дело.

Возможно Перельмутер что-то подозревает.

[румата]

Сообщение от forest1gr Почему так?

Потому что не нужно скрещивать ужа с ежом. Зачем вообще применять нелинейный расчет для вычисления упругих КЗУ и расчтной длины? Линейного не хватает?

[forest1gr]

Сообщение от румата Потому что не нужно скрещивать ужа с ежом. Зачем вообще применять нелинейный расчет для вычисления упругих КЗУ и расчётной длины? Линейного не хватает?

Ну программа это позволяет делать. А почему бы собственно не вычислить? Хотя бы для удобства, чтобы не считать два раза - сначала линейно, а потом нелинейно и перебирать оттуда данные для постпроцессора. Тем более что геометрически нелинейный расчёт считается всё также в упругой постановке. В любом случае программа не должна вводить пользователя в заблуждение, я думаю. Уж тогда не вычислять вообще если не может вычислить корректные значения. Тем более что геометрически нелинейный расчет мало чем отличается от линейного упругого, кроме того что он производится во много шагов.

[румата]

Сообщение от forest1gr А почему бы собственно не вычислить? Хотя бы для удобства, чтобы не считать два раза - сначала линейно, а потом нелинейно и перебирать оттуда данные для постпроцессора.

Потому, что метод расчетных длин предполагает использование усилий, полученный из линейного расчета. Вычислять расчетные длины из нелинейного расчета просто противозаконно. Хоть может показаться, что и удобно. И вообще нелинейный расчет стержней на устойчивость - это расчет по деформирующейся схеме. Для такого расчета не нужны расчетные длины, нужны только начальные несовершенства.

[forest1gr]

Сообщение от румата Вычислять расчетные длины из нелинейного расчета просто противозаконно.

Я в целом то с Вами согласен. Хотя лично мне не понятно из чего вытекает противозаконность. Запрета в СП 16 нет как я понимаю. В Американских нормах типа AISI 360-16 всё это детально прописано, как и для чего, а в СП 16 как я понимаю как хотите так и делайте. Вот посмотрел современный учебник по динамике и устойчивости сооружения Масленникова 2017 г.. Там в главе "расчет по деформированной схеме" чётко прописано, что расчет на устойчивость в отличии от расчета на прочность выполняют по деформированной схеме, и далее идут примеры расчета по деформированной схеме с отысканием критического параметра ню - который является ничем иным как величиной обратно пропорциональной расчетной длине. Таким образом профессора строительной механики даже современные не видят ничего противозаконного в отыскании расчетных длин при расчете по деформированной схеме. Это уже не говоря о том что мы несколько отошли от вопроса таких странных расчетных длин в SCAD при нелинейном расчете.
Тем не менее все эти вопросы для меня очень важны и интересны.

Вот кстати окно управления шаговым процессом в SCAD. Там надо предварительно поставить галочку для расчета на устойчивость после нелинейного расчета, иначе расчет конкретного загружения произведен не будет. Значит таки разработчики точно предусмотрели эту функцию как штатную и корректную. Но результаты обескураживают.
Пока что удалось понять, что чем ближе нагружение к критической силе(КЗУ=1 для линейного расчета) тем в больший космос устремляются расчетные длины, хотя они всё также зависят от количества шагов и их величины, не влияя на КЗУ который устремляется к нулю чем ближе мы подходим к критической силе. Они переваливают за 200 и 300 метров для нагрузки 27,6 тс.
Далее удалось выяснить. что если при линейном расчете КЗУ будет 1,20 то нелинейный КЗУ 0,20 и так далее, он отличается на единицу в меньшую сторону с точностью примерно до 0,002. Такая же ситуация и для КЗУ второй и третьей форм потери устойчивости. Всё это как-то странно для штатной функции.

[Бахил]

Сообщение от forest1gr Вот кстати окно управления шаговым процессом в SCAD.

Ну так разберись сначала для чего этот "огород". Где там "определение расчётных длин"?

Сообщение от forest1gr Пока что удалось понять,

КЗУ тут абсолютно не причём.

[forest1gr]

Сообщение от Бахил Ну так разберись сначала для чего этот "огород". Где там "определение расчётных длин"? КЗУ тут абсолютно не причём.

Ну вот я это и пытаюсь сделать(разобраться). Если Вы не хотите это сказать здесь. Может хоть посоветуете в какой книге про это почитать.(желательно с указанием главы)

[Бахил]

И что тут разбираться? Полная нагрузка разбивается на несколько частей - шагов. Части прикладываются последовательно. Внутри шага считается линейная система с характеристиками, определёнными на предыдущем шаге. Сумма всех шагов = 1.
Ну и после всех шагов можно посчитать "упругую" устойчивость с характеристиками последнего шага. А вот здесь могут быть нюансы. И где "расчётные длины"?
Дальше спрашивай с Перельмуттера.

[румата]

Сообщение от forest1gr Запрета в СП 16 нет как я понимаю.

Запрета нет. Там есть принуждение


----- добавлено через ~4 мин. -----

Сообщение от forest1gr Таким образом профессора строительной механики даже современные не видят ничего противозаконного в отыскании расчетных длин при расчете по деформированной схеме.

С механической точки зрения, конечно, это не противозаконно, но тогда теряется смысл СП-шной методики приведения напряжений, полученных из линейного расчета, к напряжениям учитвающим нелинейную работу стержня через к-ты продольного изгиба фи.
Эти к-ты фи, в свою очередь, зависят от расчетной длины, полученной по линейному упругому расчету на устойчивость. Поэтому при поэлементной проверке устойчивости по СП использование расчетных длин из нелинейного расчета теряет смысл.

[Бахил]

Сообщение от румата Там есть принуждение

Для меня загадка. Перечислены все конструктивные схемы от чисто рамных до чисто связевых. Или я не догогняю?

[румата]

Сообщение от Бахил Перечислены все конструктивные схемы от чисто рамных до чисто связевых.

Конструктивные схемы перечислены все, но выделен случай учета расцентровки

Сообщение от СП 16.13330 п.4.2.6 В рамно-связевой или в связевой системе, когда узлы связевого блока не совпадают с узлами каркаса, расчет следует выполнять по деформированной схеме (с учетом геометрической нелинейности системы).

[IBZ]

Сообщение от forest1gr Может хоть посоветуете в какой книге про это почитать.(желательно с указанием главы)

Для начала прочтите первые страниц 15-20 книги Н.В. Корноухова "Прочность и устойчивость стержневых систем" 1949 года издания и разберитесь что он называет "устойчивой прочностью" и что такое "устойчивость второго рода.

[румата]

Сообщение от forest1gr Тем более что геометрически нелинейный расчет мало чем отличается от линейного упругого, кроме того что он производится во много шагов.

Геометрически нелинейный расчет очень сильно отличается от линейного. Хотя бы тем, что учитывает уменьшение погонной изгибной жесткости стержней в зависимости от величины действующего продольного усилия в стержне на каждом шаге. Собственно поэтому Вы получили при нелинейном счете значительно меньший КЗУ, чем при линейном со всеми "вытекающими" из этого последствиями в виде расчетных длин.

[forest1gr]

Сообщение от румата Геометрически нелинейный расчет очень сильно отличается от линейного. Хотя бы тем, что учитывает уменьшение погонной изгибной жесткости стержней в зависимости от величины действующего продольного усилия в стержне на каждом шаге. Собственно поэтому Вы получили при нелинейном счете значительно меньший КЗУ, чем при линейном со всеми "вытекающими" из этого последствиями в виде расчетных длин.

А вот это интересно крайне. А где про это бы почитать? И почему КЗУ для нелинейного отличается от линейного всего на единицу? то есть я проверил для линейного 1,84 для нелинейного КЗУ=0.84, для линейного 1.38 а для нелинейного КЗУ=0,38.
Я об этом уже писал. Мне кажется тут ошибка как раз чисто в программном коде. что у них единичка на нолик меняется при нелинейном расчете. С расчетными длинами мне тоже не понятно. Откуда они такие берутся. за 200 метров при конструктивной длине 5 метров.

[ingt]

Сообщение от румата Потому что не нужно скрещивать ужа с ежом. Зачем вообще применять нелинейный расчет для вычисления упругих КЗУ и расчтной длины? Линейного не хватает?

В СП 63 в п. 8.1.17 такое же скрещивание.

[румата]

Сообщение от ingt В СП 63 в п. 8.1.17 такое же скрещивание.

СП63(железобетон) это вообще не про устойчивость стержней постоянного сечения.

----- добавлено через ~11 мин. -----

Сообщение от forest1gr А где про это бы почитать?

Да где угодно. Можете у Зенкевича почитать
Вот на картинке видно, что добавка момента от продольной силы вызовет суммарное увеличение момента в стержне, а следовательно уменьшит его погонную жесткость относительно случая чисто перечного изгиба.

[forest1gr]

Сообщение от румата Да где угодно. Можете у Зенкевича почитать Вот на картинке видно, что добавка момента от продольной силы вызовет суммарное увеличение момента в стержне, а следовательно уменьшит его погонную жесткость относительно случая чисто перечного изгиба.

Ну это я худо бедно знаю. Я же специально считаю в нелинейно постановке стержень без горизонтальной нагрузки. Чтобы получить в точности всё тоже самое что и в случае линейного расчета. Я уже сильно склоняюсь, что в SCAD с этим расчетом явная ерунда. и Там величина при выводе КЗУ для нелинейного случая просто уменьшается на единицу с погрешностью не более 0,002(это характерно даже для высших форм потери устойчивости!). Кстати при попытке приложить нагрузку больше критической, расчет останавливается из-за геометрической изменяемости системы, как раз на том шаге где в линейном расчете найдена критическая сила.

[румата]

Сообщение от forest1gr И почему КЗУ для нелинейного отличается от линейного всего на единицу?

То что именно на единицу, скорей всего, просто случайность.

Сообщение от forest1gr С расчетными длинами мне тоже не понятно. Откуда они такие берутся. за 200 метров при конструктивной длине 5 метров.

200 метров не знаю, такого не должно быть. Покажите где смотрите на такие значения

[forest1gr]

Сообщение от румата То что именно на единицу, скорей всего, просто случайность. 200 метров не знаю, такого не должно быть. Покажите где смотрите на такие значения

Нет. не случайность. Проверено для КЗУ 1.001(0,001) 1,84(0,84) 1,20(0,20) 1,38(0,38) не бывает таких случайностей. с высшими формами всё аналогично.
Чтобы получить расчетные длины более 200 надо нагрузку поменять на близкую к критической то есть не 15 тонн, как у меня а 27.6тонн.

[румата]

Сообщение от forest1gr Я же специально считаю в нелинейно постановке стержень без горизонтальной нагрузки.

Да какая разница, с горизонтальной нагрузкой или без нее? Матрица жесткости при нелинейном счете изменяется на каждом шаге и на каждом шаге к ней добавляется поправка в виде матрицы начальных напряжений, учитывающей деформации концов каждого КЭ. Из-за этого меняется изначальная матрица жесткости каждого КЭ в процессе нелинейного расчета. Другими словами, даже если у Вас просто сжимается стержень, то его начальная жесткость обязательно уменьшается в ходе нелинейного расчета, а раз она уменьшается то уменьшается и КЗУ со всеми вытекающими.

----- добавлено через ~6 мин. -----

Сообщение от forest1gr Проверено для КЗУ 1.001(0,001)...

Ну все правильно. Для теряющего/потерявшего устойчивость стержня можно смело принимать околонулевую изгибную жесткость и бесконечную расчетную длину. Что Вам скад и показывает.

[forest1gr]

Сообщение от румата Да какая разница, с горизонтальной нагрузкой или без нее? Матрица жесткости при нелинейном счете изменяется на каждом шаге и на каждом шаге к ней добавляется поправка в виде матрицы начальных напряжений, учитывающей деформации концов каждого КЭ. Из-за этого меняется изначальная матрица жесткости каждого КЭ в процессе нелинейного расчета. Другими словами, даже если у Вас просто сжимается стержень, то его начальная жесткость обязательно уменьшается в ходе нелинейного расчета, а раз она уменьшается то уменьшается и КЗУ со всеми вытекающими.

ну напряжения и деформации полностью совпадают в линейном и нелинейном варианте. Это сейчас важнее матрицы, ведь именно они нас интересуют.
Опять же это не отвечает на вопрос о скачущих расчетных длинах, и нелинейном КЗУ ровно на единицу меньше линейного

[румата]

Сообщение от forest1gr ну напряжения и деформации полностью совпадают в линейном и нелинейном варианте. Это сейчас важнее матрицы, ведь именно они нас интересуют.

Не важнее. КЗУ вычисляется именно из матрицы жесткости на последнем шаге. А напряжения только от пролольной силы и должны совпадать.

Сообщение от forest1gr Опять же это не отвечает на вопрос о скачущих расчетных длинах, и нелинейном КЗУ ровно на единицу меньше линейного

Получается все правильно. Нет в скаде никаких ошибок.

[forest1gr]

Сообщение от румата Не важнее. КЗУ вычисляется именно из матрицы жесткости на последнем шаге. А напряжения только от пролольной силы и должны совпадать. Получается все правильно. Нет в скаде никаких ошибок.

Вы не находите ничего странного в этих коэффициентах?
Первый случай линейный. Второй нелинейный. И так для любой продольной нагрузки.

[румата]

Сообщение от forest1gr Вы не находите ничего странного в этих коэффициентах?

Сейчас уже точно не нахожу ничего странного. Все закономерно.

[forest1gr]

Сообщение от румата Сейчас уже точно не нахожу ничего странного. Все закономерно.

А почему они отличаются ровно на единицу?

Ещё кстати интересно почему коэффициент запаса местной потери устойчивости для линейного и нелинейного случая одинаков. Хотя по сути дела тут всего один конструктивный элемент. Что не мешает ему иметь совершенно разный коэффициент общей устойчивости.

[румата]

Сообщение от forest1gr А почему они отличаются ровно на единицу?

Ну сколько раз еще нужно повторить? Изгибная компонента матрицы жесткости стержня при нелинейном счете становится тем ближе к нулю, чем ближе продольная сила в стержне приближается к критической Эйлеровой. При усилии сжатия равном критической силе по эйлеру изгибная погонная жесткость стержня стновится равной нулю. Т.е. стержень при такой продольной силе теряет изгибную отпорность.
Не знаю уж как еще объяснить...

[forest1gr]

Сообщение от румата Ну сколько раз еще нужно повторить? Изгибная компонента матрицы жесткости стержня при нелинейном счете становится тем ближе к нулю, чем ближе продольная сила в стержне приближается к критической Эйлеровой. При усилии сжатия равном критической силе по эйлеру изгибная погонная жесткость стержня стновится равной нулю. Т.е. стержень при такой продольной силе теряет изгибную отпорность. Не знаю уж как еще объяснить...

Я честно говоря сомневаюсь что она должна отличаться для любой нагрузки строго на единицу - это странно.
А как быть с одинаковым коэффициентом местной потери устойчивости. Почему он не меняется для нелинейного случая?

UPDATE: наверно Вы всё таки правы. Приложил горизонтальную силу, и получил отличие не на единицу меньше.
Да получается одна вертикальная сила - это такой единичный и интересный частный случай который отличается ровно на единицу.
Буду дальше экспериментировать и пытаться прояснить для себя всё эти вопросы.
Спасибо за то что объяснили. Дойдёт до меня думаю позже.
Видимо в SCAD всё правильно, вообще я подозревал что, тут что то странно. В себя слишком поверил.

----- добавлено через ~9 мин. -----

Сообщение от румата Да какая разница, с горизонтальной нагрузкой или без нее? Матрица жесткости при нелинейном счете изменяется на каждом шаге и на каждом шаге к ней добавляется поправка в виде матрицы начальных напряжений, учитывающей деформации концов каждого КЭ. Из-за этого меняется изначальная матрица жесткости каждого КЭ в процессе нелинейного расчета. Другими словами, даже если у Вас просто сжимается стержень, то его начальная жесткость обязательно уменьшается в ходе нелинейного расчета, а раз она уменьшается то уменьшается и КЗУ со всеми вытекающими. ----- добавлено через ~6 мин. ----- Ну все правильно. Для теряющего/потерявшего устойчивость стержня можно смело принимать околонулевую изгибную жесткость и бесконечную расчетную длину. Что Вам скад и показывает.

Матрица начальных напряжений... Вот ведь где судя по всему собака зарыта. То есть выходит при нелинейном расчете устойчивость определяется не от приложения нагрузки к ненагруженной системе, а по сути мы проверяем устойчивость от нагрузки на систему которая и так уже предварительно была нагружена и накопила напряжения практически всей этой полной нагрузкой и они для этого расчета были практически уже изначально заданными? Неужели так? Я даже подумать об этом наверно не смог бы!

----- добавлено через ~4 мин. -----
Интересно что если приложить к концу стойки нагрузку 1 тонну по более гибкому направлению Y дополнительно к вертикальной нагрузке 27,6 Тонн. То КЗУ увеличивается с 0,001 до 0,64, при уменьшении горизонтальной нагрузки КЗУ падает до 0,001. Это же очень не интуитивно, ты прикладываешь дополнительную нагрузку, а КЗУ растёт! Видимо тоже всё это связано с накоплением этих начальных напряжений... Пути матрицы жёсткости неисповедимы.

[румата]

Сообщение от forest1gr То есть выходит при нелинейном расчете устойчивость определяется не от приложения нагрузки к ненагруженной системе, а по сути мы проверяем устойчивость от системы которая и так уже предварительно была нагружена и накопила напряжения практически всей этой полной нагрузкой и они для этого расчета были практически уже изначально заданными ? Неужели так?

Именно так. Поэтому:
Для стержня считаемого нелинейно упругий КЗУ=0 есть исчерпание изгибной отпорности стержня.
Для стержня считаемого линейно упругий КЗУ=1 потеря устойчивости при постоянной изгибной отпорности.

[forest1gr]

Спасибо за помощь! Нелегко Вам с нами деревенскими!
Так не просто во всём этом разбираться, когда работаешь единственным проектировщиком на ТЭЦ. А задачи ставят иногда как будто я целое проектное бюро.