[Torino]

Есть пространственная конструкция из арматурных стержней.
Внешний вид указан на картинке.

Всего 4 фермы. Нижняя лежит на сплошном основании. Остальные лежат друг на друге без закрепления. Все они упираются концами в упорную конструкцию. С внешней стороны ферм закреплена водонепроницаемая ткань (считаем ее невесомой). На фермы через ткань действует напор воды.

У меня два вопроса:
1. Что бы вы посоветовали изменить в конструкции ферм?
2. Самый главный: может ли SCAD считать такие конструкции и если может, то с какого бока подойти к расчету (с чего начать)?
[ATTACH]1103815534.gif[/ATTACH]

[wjea]

Torino
Жалко не образмерил.
Напрашивается вопрос, обязательно необходимо выполнить из отдельных элементов, или может быть перейти на цельную структурную плиту, соответствено так её и рассчитать? Притом, учитывая давление воды гамма аш,--- треугольного сечения. Если есть нормальные опоры по торцам, может вообще, перейти на троссы с вертикальной фиксацией, или нужна именно эта конструкция? Нужна ли мобильность? Немного больше информации и мы её здесь пожуём))
По конструированию прутковых прогонов, на сайте ,есть книга по сель. хоз. зданиям ,
скачайте там есть много полезных мелочей.

[Torino]

Я уже в предвкушении от пережевывания
По размерам: длина хорды, связывающей точки упора, порядка 12,0 м. Высота одной секции 0,8 м. Ширина, на вскидку, (из соображений устойчивости) 1,0 м.
Конструкция будет секционная по нескольким причинам:
1. Опускаться она будет в текущую воду - необходима малая парусность.
2. Главная причина: на этой стройке не будет высокогрузоподъемного крана. Вылет стрелы достаточно большой (монтаж ведется с берега), поэтому секции должны быть легкими.

Тросы нельзя использовать по причине невозможности их анкеровки.
Мобильность не обязательна, т.к. конструкцию будут варить на месте.

Для меня металл - совсем новая область, поэтому рассчитываю на подробное раззжевывание
Обещаю хорошо учиться и не лениться

[wjea]

Torino
Это, как говорят в Одессе -- становится быть, очень интересным!!
Вы что, действительно собираетесь перекрывать водное сечение 12м. на (0.8х4)=3.2м прутковыми прогонами? И тряпкой?
Если это Вам серьёзно нужно, объясните пожалуйста, что за сооружение временное, постоянное,какая его роль, вода текущая с какой скоростью, стоящая, что за климатические условия какой характер реки. Сечение русла или водоёма, или чего там.
Вы конечно меня извините, за то , что я прямо в сапогах в Ваши дела, но всё же, сначала надо убедиться, то ли мы делаем вообще, это же достаточно серьёзное сооружение!
Вы знаете. я сначала думал. что это какой то элемент детского бассейна на игровой площядке, а Вы оказывается, вон чо!! )))

[Дмитрий]

Torino

1. Что бы вы посоветовали изменить в конструкции ферм?

Тут, наверное, сначала надо уточнить как вся эта "конструкция" будет собираться, ну и порядок и характер передачи на нее нагрузок...
Вообще интересно как на это будет нацепляться ткань.

2. Самый главный: может ли SCAD считать такие конструкции и если может, то с какого бока подойти к расчету (с чего начать)?

Посчитать, безусловно, можно...
Для начала - обмозговать и прорисовать (в том же АКАДе), то бишь создать геометрическую модель, а там и в СКАД перекинуть можно...

[Алекс]

Предложение навскидку.
Для упрощения и уменьшения количества расчетов считать только нижнюю из ферм, определив для нее нагрузку от давления воды. Или, если жалко металла, считать вторую и четвертую сверху. Можно, конечно, и все фермы посчитать, каждую на свое давление воды. Т.е. каждую ферму считать отдельно, поскольку все равно и работать они будут отдельно.
В SCADе создать из стрежневых элементов саму пространственную схему фермы. Гнутыми элементами конечно не получиться, нет в SCADе такой возможности, а получиться кусочно-линейно. Ткань смоделировать пластиной малой жесткости и наложить эту пластину на внешнюю грань фермы. Закрепление пластины к ферме - шарнир. И уже к пластине приложить распределенную нагрузку от воды в кг/м2, можно даже по трапеци для точности.

[Torino]

>>wjea
Сооружение конечно же временное. Эта схема рассматривается, как один из вариантов перекрытия половины русла шириной 24 метра.
Ничего невозможного я в этой схеме не вижу. Задача - посчитать экономическую целесообразность этого варианта.
В качестве "тряпки" будет использоваться либо полиэтиленовая пленка с высокой плотностью, либо брезент, либо прорезиненная ткань.
Скорость воды 0,5 м/с. Климатические условия: Подмосковье. Сезонные колебания не большие.

>>Дмитрий
Конструкция варится на месте.
Нагрузки я вижу следующие:
1-я секция (отсчет снизу вверх): горизонтальные: реакции упоров, давление воды (статическое); вертикальные: собственный вес, реакция основания (основание - бетонная плита), давление вышележащих секций;
2-я секция: горизонтальные: то же; вертикальные: реакция нижележащей секции, давление вышележащих секций;
3-я секция: горизонтальные: то же; вертикальные: то же;
4-я секция: горизонтальные: то же; вертикальные: реакция нижележащей секции.
Ткань будет "цепляться" вертикальными полосами, постепенно перекрывая всю конструкцию. Герметизация на дне - с помощью мешков, заполненных песком. Сверху закрепить - не проблема.

>>Алекс
Согласен по поводу расчета только нижней фермы, т.к. неизвестно какие будут монтажники. Легко могут перепутать последовательность укладки ферм
Какие узлы в местах соединения стержней?
Как наложить пластину? Ведь насколько я понимаю изугнутую пластину мы тоже не сможем задать. Или накладываем по одной пластине на четыре близлежащих узла?

[Дмитрий]

Да, посчитать конечно же надо только нижнюю секцию. Не думаю, что там будут какие-то супернагрузки, а скорее всего прутки придется принять по предельной гибкости (для сжатых элементов), да чтоб их возможно было сварить "на месте". Видимо, диаметр будет везде один и тот же...
С пластинами там колдовать не советую - прикиньте просто нагрузку на каждый узел, или же постройте отдельную модельку только из пластин (без ферм), неважно какой жесткости, и защемите в узлах, где оболочка будет опираться на узлы ферм - получите реакции = узловые нагрузки на ферму.
ЗЫ. Кривую поверхность можно задать кусочками, из плоских пластин, чем меньше пластинки (и больше их количество) - тем точнее передадите кривизну.

[Torino]

>>Дмитрий
Почему с пластинами не стОит "колдовать"?

"прутки придется принять по предельной гибкости" - как это учесть в расчете?

"защемите в узлах" - это что значит?

[Дмитрий]

Torino

Почему с пластинами не стОит "колдовать"?

Ну, например, какую жесткость задать этим пластинам чтобы, с одной стороны, задачка вообще посчиталась, с другой - чтобы пластины не искажали усилия в стержнях (т.к. возьмут часть нагрузки "на себя").
В идеале, для моделирования ткани надо использовать конечные элементы мембранного типа (не работающие на изгиб, только на сжимающие/растягивающие усилия ) - не уверен, что такие есть в SCAD'е

"прутки придется принять по предельной гибкости" - как это учесть в расчете?

Для сжатых элементов есть такое ограничение (см. СНиП "Стальные конструкции"). Это где-то типа 180 в лучшем случае...
Т.е. i=L/[lambda]=3/180=1.6 см=d/4 -> d=6.4 см.
Т.е., при длине стержня ~3 м арматурный пруток не покатит (64 мм вряд ли найдете), лучше посмотрите на трубы...

"защемите в узлах" - это что значит?

Смоделировать опоры - т.е. назначить в этих узлах связи на соответствующие перемещения. Защемит - типа запретить все перемещения

[Torino]

Ну например я задам жесткость 0,1 мм.
Расчет будет выпонен, а нагрузку такая пластина на себя точно не возмет.
Или нет?

Если рассматривать теоретически, то надо лепить расчетную схему и совать ее в Skad. Если нужно практическое решение, то нужно перевернуть схему и сделать конструкцию не арочную, а вантовую. Это может быть некая арматурная сетка размерами 12м на 3м с переменным шагом стержней. Несложный расчет (на коленке!) показывает, что если задаться диаметром прутка 20мм, то шаг внизу составит около 70мм а вверху 200мм. Это будет вообще-то рыбацкий трал. Правда с заделкой надо помудрить.

[Алекс]

Ну например я задам жесткость 0,1 мм. Расчет будет выпонен, а нагрузку такая пластина на себя точно не возмет. Или нет?

Согласен полностью. А в качестве материала выбрать "алюминиевые сплавы", чтобы жесткость поменьше была.
А почему в качестве материала фермы выбрана арматура? Жесткости ведь никакой. По сравнению с уголком, например. Ведь это только при расчете принимаем, что опирание пластины на ферму в узлах, а на самом деле ткань создаст распределенную нагрузку на элементы фермы. И на глубине 3 м погнутся арматурины!

[Torino]

Если арматура прогнется, но не сложится, то это устраивает.
Арматура в первую очередь выбрана из-за ее дешевизны, т.к. бюджет всей этой затеи не большой.

[Алекс]

Если арматура прогнется, но не сложится, то это устраивает.

А вот величину этого прогиба можно сказать только по результатам расчета. Прогиб 15-20 мм - одно, а 5-6 см - другое, нарушается пространственная схема. И если чтобы получить допустимый прогиб нужна будет 28-я арматура, то может лучше 75-й уголок? узлы сложнее конечно...

[Алекс]

Идейка возникла.
Можно обойтись и без пластин. Посчитать, какую распределенную нагрузку создаст давление воды через ткань на стержень каркаса (как монолитная плита на балку). И все собственно... В этом случае SCAD даже прогибы в стержне покажет. Варьруй себе только жесткость стержней по сортаменту до получения нужного результата!

[Torino]

>>Алекс
А можно насчет этого поподробнее?

[Дмитрий]

И если чтобы получить допустимый прогиб нужна будет 28-я арматура, то может лучше 75-й уголок?

Арматурный пруток длиной 3 м не будет работать как сжатый элемент фермы - он элементарно неустойчив (в силу большой гибкости).
А с приложением нагрузки не в узлах, а по длине стержней идея, по-моему, здравая...

[Алекс]

А можно насчет этого поподробнее?

Имеется в виду, что на стержень прикладывать погонную нагрузку в виде кг/м, которую найти из нагрузки от давления воды, которая кг/м2, умножив ее на ширину пролета ( 1/2 пролета с одной стороны+1/2 пролета с другой стороны).
Стержни для расчета, как мне кажется, лучше соединять шарнирно, как при расчете ферм.

[Алекс]

Арматурный пруток длиной 3 м не будет работать как сжатый элемент фермы - он элементарно неустойчив (в силу большой гибкости)

Конечно работать не будет. И уж все таки остановяться на арматуре, то решетку придется делать такую частую, что мама дорогая...
Все удачи. До понедельника.