"Что скрывает "фи" балочное?". Доклад с конференции "Проектирование и расчеты" НИП-Информатика 2021
Вставка
- Опубліковано 28 бер 2021
- Балки тоже могут терять устойчивость! И конечно же в нормах приводятся методы проверки балок по данному предельному состоянию. Но, к сожалению, в СП с методикой расчетом балок на устойчивость не все так гладко. Есть очень много проблемных мест, недосказанностей и откровенно вводящих в заблуждение формулировок, не позволяющих инженеру быть уверенным в полученном результате.
В этом докладе будет представлен подробный разбор этих проблемных мест, будут показаны способы определения действительных запасов конструкций по устойчивости плоской формы изгиба, даны простые и эффективные метода проверок и продемонстрированы неожиданные способы повысить несущую способность балок по данному предельному состоянию.
Спасибо! Хороший доклад! Уровень изложения материала очень приличный. По докладу есть пара комментариев.
1) Учет жесткости на кручение опорного узла при расчете балки на устойчивость плоской формы изгиба. В документе "Joints in Steel Construction. SIMPLE JOINTS TO EUROCODE 3" есть критерии для шарнирного болтового узла на вертикальной косынке (Fin plate connection), при выполнении которых можно в качестве расчетной длины нераскрепленной в пролете балки брать её геометрическую длину с коэффициентом 1,0:
- косынка компактная (относится к "short fin plate");
- высота косынки не менее 60 % от высоты стенки балки;
- косынка смещена к верхнему поясу балки.
Косынка считается компактной, если отношение толщины косынки к расстоянию от плоскости опорной конструкции косынки до первого ряда болтов больше или равно 0,15.
Итересно, когда КЗУ у балки с узлом на косынке получился меньше, чем у шарнирно опертой балки с полноценным закреплением опорного сечения от поворота, косынка в узле соответствовала этим критериям?
2) Боковые поперечные нагрузки от колес крана не ограничиваются нагрузками от торможения тележки. Еще есть боковые нагрузки от перекоса крана при движении, которые могут значительно превосходить нагрузки от торможения грузовой тележки . По СП нагрузка от перекоса крана учитывается только для кранов групп режима 7К, 8К, но по факту, свойственны всем кранам (для примера можно посмотреть еврокод на эту тему).
3) Идея с учетом крана в качестве раскрепления соседних подкрановых балок сомнительная. Не встречал, чтобы подобное допускалось ни в отечественных, ни в зарубежных нормах.
Отличные вопросы и комментарии, спасибо!
1) Нет, не соответствовала. Она была посередине балки, высота 57% от высоты балки, критерий компактности 0.14. Наибольшее значение тут оказывает именно первый фактор, то есть размещение косынки как можно ближе к верхнему поясу. Если просто придвинуть ее к ВП балки без изменения косынки, то КЗУ будет 1.08. Если подбить остальные критерии до соответствия, то КЗУ станет 1.1.
2) Да, конечно, есть и нагрузки от перекоса, и, да, они могут быть большими. С этим согласен, но сути это не меняет.
3) В нормах этого нет, вы правы. Но я встречал упоминания этого в видео, на которые давал ссылки. Не то чтобы кран раскрепляет - он завязывает балки так что они теряют устойчивость вместе, то есть одна помогает другой, для этого даже достаточно силы трения между колесом и рельсом.
Спасибо, очень интересно!
спасибо, интересная информация!
Бомбически!
Классно, так доходчиво и просто объяснил.
Сравнительный анализ это однозначно ТОП!!!
Огромное спасибо
Еще не начал смотреть, уже Заранее ставлю лайк и комментарий 😀
Отлично!
Очень интересно, захватывающий получилось, прям как фильм про Майкла Скофилда 👍👍👍
Лучшие ролики,что я видел на просторах Ютуба.Автор красавик!
Спасибо! Очень интересно и доступно!
Фуфло для двоечников...тупо хаит наши сп и славит американское, хотя смысл в другом
Здравствуйте, Андрей! Спасибо за выступление, очень захватывающе. 1,5 часа прошли незаметно. Я посмотрел и выступление и ответы на вопросы.
В выступлении вы показываете, что чтобы балка была раскреплённой с точки зрения LTB достаточно развязать её с соседней балкой таким образом, чтобы её сечение было ограничено в повороте и что совсем не обязательно устанавливать связи по длине в плоскости верхнего пояса и ограничивать ещё и перемещения из плоскости.
А вот если рассмотреть узкую площадку из двух балок, по которым настил из рифлёнки, приваренный к верхним поясам. Как относится к раскреплению балок от LTB в этом случае? Мне кажется, что если не давать попоречных элементов между балками, то настил и тот характер нагрузки, что он передаёт на балки (по центру пролёта) наоборот ещё больше "хотят" повернуть профиль балки, что, как следствие, способствует потере устойчивости плоской формы изгиба. Зарубежная практика никак не выделяет такие случаи?
Антон, спасибо за вопрос. На самом деле тут все просто - настил по верхним поясам равносилен горизонтальным связям по верхний поясам и в этом плане он существенно увеличивает жесткость конструкции в горизонтальной плоскости и тем самым увеличивает КЗУ по LTB. То что на настил приложена нагрузка с точки зрения устойчивости существенно не сказывается, да это создает до напряжения в поясах, от из локального изгиба, но они не значительные, а поворот опорных сечений настали совсем ничтожный если он подобран правильно. В любом такую задачу в SAP можно легко замоделить если есть сомнения.
Спасибо большое за доклад. Познавательно, интересно, ожидания "оправданы" на 100%.
Вопрос которые остались:
- для чего функция учету "раскрепления" в эпюре нулевых моментов, есть в некоторых программах (Robot) и какое может быть ее практическое применении?
- какой способ наиболее рационален для закрепления опор от боковых смещений и поворотов, при чистом шарнирном опирание балок? Если смысл, в таком случае (шарнирное крепление главной балки), начинать раскладку второстепенных балок максимально близко к опорам главных, тем самых закрепляя опоры?
Евгений, спасибо! Я кстати на все ваши вопросы ответил на пятничной сессии конференции, которая была в прямом эфире. Должны выложить запись на сайте 5-го дня конференции. Я даже отдельную презентацию сделал с ответами )
@@Structuristik , не выложили запись вебинара с ответами :(
@@groot5501 уже выложили ua-cam.com/video/FVtqMD4LV0I/v-deo.html
Вот видео с ответами ua-cam.com/video/FVtqMD4LV0I/v-deo.html
@@Structuristik , спасибо!
Насчет того, что при шарнирном креплении балки на болтах через вертикальную фасонку получается, что балка не раскреплена от закручивания на опоре (а значит фи балочное не посчитать)- вот в еврокоде 3 написано, что если высота фасонки не меньше 0,6 высоты балки и фасонка расположена ближе к верхнему поясу, то длину балки можно принимать равной геометрической длине. Следует ли понимать, что все-таки раскреплена балка от поворота при вышеуказанных условиях? Насчет материала не могу не поблагодарить - прекрасная работа и прекрасная подача!
Да, знаю о таком указании в Еврокоде. Раз они говорят, что можно, то я им верю ) Действительно при установке пластины ближе к верхнему поясу КЗУ будет больше.
Спасибо за видео, очень интересно есть о чем подумать. По какой формуле считать фи балочное при приложении нагрузки на балку с эксцентриситетом?
Если вы про кручение (эксцентриситет в сторону) - то никак ) Для открытых сечений (двутавры и т.д.) существенное кручение (эксцентриситет) это сразу смерть. А малые эксцентриситеты уже по идее учтены в фи балочном.
Андрей, здравствуйте, вы очень хорошо объясняете! Не будет ли у вас цикла лекций по депланации и секториальным характеристикам. У нас в нормах при изгибе участвует бимомент, но к сожалению не написано как его высчитывать. Просто исходя их теории Власова консольная балка будет испытывать Бимомент, но я в практике не видел чтобы на него считали. В каких случаях разумно считать на бимомент?
Спасибо! Отдельно не планировал ничего такого, уж очень это зубодробительная тема в плане математики. Могу посоветовать почитать AISC Design Guide 09 - от целиком и полностью про кручение и там есть формулы для расчета бимомента для разных случаев.
Про консольную балку не понял - он будет если ее крутить, как и в любом другой балке, если ее крутить. Крутим мы балки не часто, а точнее у нас очень редко бывают ситуации что конструкции держится только за счет работы балки на кручение, почти всегда есть элемент на который это кручение уйдет в виде изгиба.
Формула на 38:38 подходит для любого сечения балок? Т.е. труба квадратная, швеллер или уголок (например перемычка)? Или это только для двутавров?
Нет, для этих типов сечений формулы другие.
Для труб в принципе очень редко имеете место. Для несимметричных сечений типа швеллеров и прочего все сложно. Формулы для их расчета можно посмотреть в AISC 360
@@Structuristik можем надеется, что переведёте AISC полностью? А если ещё и примеры расчетов к этому….будет прям очень хорошо)
В соответствующих учебниках Введенникова и Кудишина выводы формулы для критической силы потери устойчивости плоской формы изгиба в принципе приведен. А вот интересно на обычных стержневых моделях балок - какие значения для критического момента получаются, и как они коррелируют с данными моделей из оболочек? За ссылки спасибо, потому что кроме английского, так ничего толком и не выучил)))
Спасибо за информацию по авторам книг.
Появился вопрос. По сути есть прямая аналогия между раскреплением поясов балок и раскреплением сжатых стержней.(2 заделки - Kw=0.5; два шарнира - Kw=1) Но почему для консоли мы используем коэффициент 1, а не 2? (или в формуле Тимошенко для консоли всё-таки реально надо 2 брать?)
По крайней мере по СП 16 мы берем Kb=1.
Там ведь с одной стороны пояс жёстко закреплён, а с другой - свободно болтается и депланирует.
Это прямо велит делать СП 16
п.8.4.2.
"При определении значения φb за расчетную длину балки lef следует принимать расстояние между точками закреплений сжатого пояса от поперечных смещений (узлами продольных или поперечных связей, точками крепления жесткого настила); при отсутствии связей lef = l (где l - пролет балки) за расчетную длину консоли следует принимать: lef = l при отсутствии закрепления сжатого пояса на конце консоли в горизонтальной плоскости (здесь l - длина консоли); расстояние между точками закреплений сжатого пояса в горизонтальной плоскости при закреплении пояса на конце и по длине консоли."
Более того, по тому же принципу по п.9.2.4 мы определяем φb через Kb=1 для расчет консоли по изгибно-крутильной форме. расчетные длины для сжатия K=2,0, а для изгибно крутильной Kb=1.0.
Пока что не понятна логика данного действия.
Более того, есть парадоксальная ситуация, закреплён конец консоли от поворота Kb=1 для вычисления φb. а если не закрёплен, то опять же, благодаря п.8.4.2. тоже Kb=1.
Если верить СП на несущую способность не влияет (в чем впрочем есть сомнения)
SAP2000 автоматически берет Kltb=2 для консоли. Разработчики Лиры говорят что этот коэффициент который у них называется Lef b не должен превышать 1,0, а часто рекомендуют брать 0,85. SCAD вообще выдаёт предупреждение если расстояние между раскреплениями принять длиной больше конструктивной длины элемента. То есть они придерживаются СП 16.
Всё даже хуже чем я думал Лира СТК-САПР умеет определять Lef b для универсальных элементов автоматически по расчетным длинам, как сообщают разработчики. И если переключится с колонны на универсальный элемент СТК-САПР вопреки СП и рекомендациям разработчиков выполнит проверку по Lef b = 2.0 для консоли.
Это просто какой то ужас.
Update: как я понял по результатам сопоставлений верить п. 8.4.2 не надо. Сопоставляя расчет с расчетом геомфизнелин получается что Lef b = 1 для консоли это ошибка и надо брать как для расчетной длины Lef b = 2. При Lef b = 1 несущая способность оказывается выше, чем для геомфизнелина и пластинчатого расчета, что естественно пугает. Проверил на сжато-изогнутой консоли, по логике вещей такой же результат должен получится и для изогнутой консоли. Видимо очередной косяк СП который многие успешно игнорируют.
Павел, нет это не косяк СП. Для изогнутых консолей коэф. расчетнгой длина следует принимать равным 1 - это общемировая практика. Есть конечно нюансы, но для случаев которые указаны в СП - все справедливо. Подробный ответ Вам на почту скинул.
@@Structuristik Большое спасибо за ответ! Ситуация действительно резко прояснилась!
Я правильно понимаю, что в AISC допускается расчет, как по ASD, так и по LRFD? В настоящее время у них актуально два метода расчета?
Да, у них все проверки даны для двух методов.
А у Вас есть численный пример нахождения φb ? У меня сильно не совпадает данный расчет с расчетом по СП (на порядок)? Может надо ставить не Wy а Wx в знаменателе?
Вы про фи1*? Да там у меня опечатка, там должен быть Wx - момент сопротивления в плоскости наибольшей жесткости.
@@Structuristik Да, теперь все сходится. Спасибо. Скажите, пожалуйста, ещё и источник, хотел бы расставить ссылки.
По этому методу можно считать и многопролетные балки?
@@user-vm3rd8eq8z если вы про формулу критического момента, то все источники я даю в конце видео. А формула для фи1* - ее я сам придумал, тут особого ума не надо )
По этому методу можно считать любые балки, потому что вы в любом случае рассматриваете участок в пределах нераскрепленной длины. А то какая там балка - вообще не важно.
@@Structuristik Лекция очень понравилась. Большое спасибо.
Немного не понял - если у нас в СП в самой формуле критического момента заложено, что пояса шарнирно-оперты и свободно вращаются 01:01:33, зачем тогда в Ж.1 писать об обязательном закреплении опорных сечений от поворота? Запас в запасе получается или я что-то неправильно понял?
Нет, в СП 16 просто как обычно кривая формулировка, имеется ввиду что сечение закреплено от поворота вокруг своей оси, т.е. закрепление аналогичное вилочным опорам как я показываю на 52:00. Я как раз там объясняю смысл этой фразы. Вилочная опора при этом не защемляет пояса.
Здравствуйте! Если эпюра моментов в балке знакопеременна как проверить нераскрепленную сжатую часть нижнего пояса при отсутствии закрепления в точке нулевого момента?
Проверяется устойчивость всей балки с учетом знакопеременной эпюры моментов. У американцев это учитывается коэф. Cb как показано в видео. У нас в СП 16 это учитывается коэф Пси, но формул для общего случая распределения моментов там нет. В видео я как раз таки и показываю как пользоваться методикой AISC и как она бьется с нашими нормами.
Вопрос по крановым балкам. Скажите, а сопряжение колесо крана и рельс (пятно контакта колеса) сможет удержать подкрановую балку от бокового смещения? Не получится в этом пятне контакта горизонтальный шарнир (ползун) и кран просто сойдет с рельса при деформации подкрановой балки?
Это все можно посчитать. Вы знаете силу трения между колесом крана и рельсом, все что осталось сделать это посчитать требуемую силу для того чтобы удержать балку от потери устойчивости плоской формы изгиба. Как это делать я показывал вот в этом видео ua-cam.com/video/zGXfggC34wM/v-deo.html
@@AndreyGolenkin Я согласен, посчитать можно. Но на практике, в реальных проектах может не учитывать силы трения, а предусмотреть конструктивно закрепление сжатого пояса подкрановой балки, а сила трения будет в запас надежности? И в СП 16.13330.2017 п. 8.4.4 а говорится, что силы трения не следует учитывать.
8.4.4 Устойчивость балок 1-го класса, а также бистальных балок 2-го класса следует считать
обеспеченной:
а) при передаче нагрузки на балку через сплошной жесткий настил (железобетонные плиты из
тяжелого, легкого и ячеистого бетонов, плоский и профилированный металлический настил, волнистая
сталь и т.п.), непрерывно опирающийся на сжатый пояс балки и связанный с ним с помощью сварки,
болтов, самонарезающих винтов и др.; при этом силы трения учитывать не следует;
@@andreyandrey4325 Ну это уже инженеру решать, учитывать ли силы трения для раскрепления или нет для подкрановых балок. Если подходить формально то В СП 16 п.8.4.4. все таки написано про настили и плиты покрытий, не про краны. Я лишь сказал что теоретически оно может удержать, проблем с этим нет, препятствий для практического применения я тоже не вижу.
К правильному ответу на вопрос о большем коэффициенте запаса устойчивости может подтолкнуть сравнение площадей эпюр моментов. Ведь это всё математика. Где меньше площадь, там больше коэффициент запаса. Как считаешь, верная логика?
Да, именно так!
Здравствуйте. В СП устойчивость при изгибе проверяется для двутавра, а если труба квадратная или прямоугольная, как проверить устойчивость при изгибе?
Для данных типов профилей эта проверка не особо актуальна, так как у них очень большая жесткость на кручение, которая очень сильно влияет на сопротивление потере устойчивости плоской формы изгиба. В СП нет такой проверки, в AISC 360-22 есть, но у них там прямо написано, что эта проверка будет определять только для очень вытянутых коробок, т.е. для прокатных это вообще не актуально.
@@Structuristik спасибо, за подсказку.
Можно для колонн рамы производственного здания с краном использовать квадратные трубы?
LTB без труда заменяется аббревиатурой БТП, но не стоит придираться, ведь автор старался. А посредственным знанием родного языка сегодня грешат даже преподаватели в школе. 30 лет оптимизации образования всё-таки принесли свои плоды.
А БТП как расшифровывается?
Тимошенко эмигрировал после революции, видимо поэтому он особо широко не упоминается, в книге Стрелецкого говорится о его работе по устойчивости балок и что наш проектный институт ее доработал. Теперь наглядно видно чем эта работа окончилась в США и чем у нас.
Конечно...этому фуфлогону лишь бы почаще тупо упоминать про "как хороши амеры" и какое г. Наши сп)). Для двоечников поет
@@user-sf3ly5dg8w кыш отсюда
@@user-sf3ly5dg8w Поинтересуйтесь, что об этом писали русские и советские классики, о раболепии перед западом на грани абсурда и комедии и его [раболепии и западопоклонничестве] природе. Возьмите того же Зощенко. Человек, одернувший вас комментарием ниже, как раз из его рассказа про импортный табак.
Интересно, а какие закрепления у балок?
Вроде по каждому случаю все показал. Про какое место Вы конкретно спрашиваете?
Так вместо трубы можно поставить ребро.
Ну попробуйте) ребро не закрепляет сечение от депланации и поэтому эффект практически нулевой
@@Structuristik красиво термИнами объяснили (можно и проще без пафосности такой, хотя я сам крутился в кругах КТН и др. это там норма :) ), пусть будет так. Практическое применение? Объекты? Можете ссылочку кинуть?
@@savenkov_v ну вы еще обидьтесь, я же по доброму) Я вот в кругах КТН не крутился никогда, у меня степени нет. Про применение я честно не очень понял, вы меня подловить хотите что-ли?)
@@Structuristik Нееее подловить не пытаюсь, решение интересное никогда не встречал в практике нигде ни в одном проекте ни на просторах инета )) может плохо искал )) Вот и хотелось бы увидеть реальное применение данного решения ))
@@savenkov_v все, понял, что вы про трубу конкретно спрашиваете. Честно скажу, я сам никогда не применял такого, потому что сам о таком решении узнал как раз готовя этот видос. А узнал как раз из видео и книг, на которые давал ссылки в конце. Вот, например, ua-cam.com/video/QtyGWZDPtCI/v-deo.html