Статьи на темы:

SCAD (34) SCAD 21 (10) Расчет фундаментной плиты (8) Эксперимент (8) Бестолковщина (7) Лира (5) Расчет дымовой трубы (5) Косяки (4) Расчет металлического каркаса (4) расчет железобетонного здания (4) Резервуар (3) ЭСПРИ (3) NormCAD (2) Монтаж (2) Расчет крановых эстакад (2) Расчет свайного фундамента (2) ФОК (2) продавливание (2) 12-ти метровый прогон (1) АБК (1) Автовесы (1) Автомойка (1) Автоприем (1) Армирование плит (1) Винтовые сваи (1) Галерея (1) ЖД прием (1) Запрос (1) Клейн (1) Колхоз (1) Конструкции в грунте. (1) Конструкция подмостей (1) Котлован (1) Металлическая площадка (1) Моделирование стен из штучных материалов (1) Монолитное здание (1) Монорельс (1) Норийные вышки (1) Подпорная стена с контрфорсами (1) Рама переменного сечения (1) Расчет подкрановой балки (1) Расчёт устойчивости многослойного склона (1) Ригель переменного сечения (1) Склад (1) Трап (1) Установка старых устройств под Windows 8 (1) Фундамент (1) Шарнирная рама. (1) Шпаргалка (1) Эстакада (1) грунт (1) момент затяжки высокопрочных болтов (1) мостовые краны (1) подвесной кран. (1) программа фундаменты (1) прутковый прогон (1) сейсмика (1) экспертиза железобетона. (1)

Расчет ригеля переменного сечения в SCAD.

Рассчитаем ригель этой рамы

Предстоит рассчитать два ригеля переменного сечения пролетами 21 и 33 метра. Рама выглядит как показано на  рисунке выше. Присутствует и внутреннее заполнение, но в данном случае мы будем его игнорировать чтобы упросить расчет, да и влияние заполнение будет оказывать в первую очередь на колонны и на общую жесткость здания.
Как и в этом случае все начинается с нагрузок. Несмотря на то, что рассматривать будем исключительно ригель, нагрузки будем задавать в плоскости рамы на все элементы. Напрашиваются следующие виды нагрузок:

  1. Собственный вес элементов каркаса - собирается автоматически (основное преимущество SCAD)
  2. Собственный вес прогонов. Шаг рам 6 метров, примем 24 швеллер с шагом три метра, что эквивалентно равномерно распределенной нагрузке на ригель 50 кг/м.п.
  3. Собственный вес кровли. "Сэндвич"- панели толщиной 150 мм. 
  4. Снег. Необходимо будет учесть два снеговых мешка. На 21 и на 33 метровом пролете получился коэффициент 6. Длина зон повышенного снегоотложения 9 и 11 метров соответственно
  5. Ветер. Ветер задаем с учетом шага колонн - 6 метров.
Создаем "плоскую рамы" и геометрию рамы.
Вводим загружения
 


Дополнительные данные для расчета
И так понятно и по результатам расчета, что комбинацию загружений наихудшую для ригеля надо брать непременно со снеговым мешком. Разница, вызванная ветровой нагрузкой относительно ее направления настолько ничтожна, что ей можно пренебречь. Берем за основу Первую комбинацию.
Я прошу прощение, за то что не написал одной важно детали в начале, в исходных данных - ригель шарнирно опирается на колонны, иначе на никак не получить такого очертания. Но, благодаря этому с ним и возится меньше - мы берем максимальный момент и момент, максимально близкий к опоре (ибо на опоре у нас ноль) и проверяем их в таблице. Моменты у нас максимальные 75 и 156 для 21 и 33 метров. По предварительному расчету для 21 метрового прогона достаточно 90 см в коньке и для 33 метрового 120 см (при стали С255). Я нарочно округлял, а так можно хоть до миллиметра. Не мешало бы заглянуть в техническую литературу и посмотреть, что получается в этом случае у других братьев по несчастью. У Катюшина в серии 1.420.3-38.07 в. 0-1 есть подобные ригели пролетами от 18 до 24 метров. Полученное нами сечение похоже на сечение, предлагаемое Катюшиным.
Далее - разбиваем ригель на определенное количество участков. Я разбиваю через каждый метр. Добавляем расчет на устойчивость и после расчета в документации создаем документ о "свободных длинах"  и на основе его заносим данные в постпроцессор (чтобы вычислить коэффициент расчетной длины необходимо полученные коэффициенты свободной длины конкретного элемента разделить на общую длину рассматриваемого конструктивного элемента).
Процесс вычисления расчетных длин я попытался описать графическим способом. Необходимо цифру в красном кружке разделить на цифру в оранжевом, чтобы получить цифру в синем.
После выполнения этой утомительной работы нам осталось малость - проверить как SCAD отнесется к расчету по технике Катюшина. Для этого осталось выполнить всего лишь два этапа: назначить каждому элементу соответствующий элемент, подобранный по технике Катюшина и правильно задать наклон оси ригеля так, чтобы нижний пояс был горизонтальным. Чтобы выполнить оба оставшихся действия нужно задаться высотой на опоре ригеля. Можно посчитать по своим моментам, можно взять у Катюшина в серии. А можно, раз постпроцессор заряжен, проверить и принять высоту согласно прокатному профилю. Когда высота на опоре перестанет быть загадкой чертим ригель, проводим ось и корректируем в схеме. Я вижу два способа - пересоздать ригель в расчетной схеме вместе с нагрузками на него и данными постпроцессора или откорректировать координаты каждой точки. В результате должно получиться как на картинке ниже. Внимание: профили следует задавать через "параметрическое сечение", в противном случае они не будут проверены постпроцессором. 

Смотрим на результаты постпроцессора
Почему элементы не проходят? Причем местами аж на 30 процентов. Все просто - элементы не проходят не по тому, что Катюшин где-то мощно ошибся или SCAD перезакладывает, или коэффициенты где-то напутали, а изменился угол наклона из-за чего вырос момент, и вырос прилично. Это я пытался объяснить заказчикам этого объекта. 
Кто не пробежался по тексту а сразу ваял награждается еще несколькими часами работы по переделыванию и подбору. На самом деле сразу попасть почти невозможно. Если брать за основу Катюшина и не брать во внимание снеговой мешок, то подобрать удастся довольно быстро, буквально пара интераций. Но снеговой мешок есть и в этом случае ригель работает немного по другому и это придется брать во внимание. Момент в этом случае также возрастает и у опоры, поэтому надо увеличивать балку и на опоре. В данном случае в конечном виде балка на 21 метр при снеговом мешке с коэффициентом 6 - 120 см в коньке и 80 на опоре. И это против первоначальных 90 и 40 см соответственно. 33 метровый ригель вышел 170 см в коньке и 110 на опоре против 120 и 50 см. 
Вот и снег, вот и работа с ним ригеля. Окончательно схема выглядит следующим образом:
Результаты проверки в постпроцессоре
Красненькие элементы ригеля исключительно из-за устойчивости из плоскости и это можно вылечить связями, а так все элементы по прочности проходя с небольшим запасов, около 2%. Если ту же схему прогнать с С345 то процент запаса возрастает до 30%. 
Напрашивается - считать в С255, а в чертежах закладывать С345. Но для любителей хард-кора можно потратить пару дней на оттачивание сечений и со сталью С345 до 15% или 10% запаса.


Комментариев нет:

Яндекс.Метрика Рейтинг@Mail.ru Счетчик PR-CY.Rank