Блог Инженера-Исследователя Zeev Barenboym Больше ЛМК в России
www.SteelbuildingZ.ru ПРО КМ > КМД > ЛМК в России

Ферма из ЛСТК

24/02/2013 10:00
 
Оценка надежности фермы из ЛСТК ... посмотрите, на фото. Сколько же здесь элементов, и сколько возможностей разрушиться всей конструкции. С точки зрения надежности, такая конструкция просто обязана развалиться
Больше ЛМК в России www.steelbuildings.ru 
Особенность ЛСТК в первую очередь в том, что они не работают в пластике. Иными словами, момент потери устойчивости элемента является его последним моментом = он превращается в нить. Схема меняется и надо рассматривать совсем другую конструкцию с другими свойствами.

Фраза на форуме DWG.RU: "Сам я железобетонщик, но у нас в лаборатории испытывали много конструкций и различных материалов, в т.ч. и ферму из ЛСТК. И мое мнение, что с ЛСТК я бы работал в последнюю очередь!" 
Может прислушаться?
А с другой стороны, если все продумать, то плюсы такого конструктива могут перевесить.


О надежности ... ферм

20/02/2013 07:58
На тему надежности стальных ферм защищена не одна диссертация. Пока не будем касаться ферм из ЛСТК. У них свои особенности, сильные и слабые стороны. Классический подход к расчету фермы представляет ее как набор шарнирно соединенных стержней. При этом фактически они сварены между собой. Вариантов много и сечений и решетки. Недавно наткнулся на очень интересную статью: "оценка надежности стальной фермы". В этой статье предлагается оценивать надежность фермы с учетом ее частичного разрушения, то есть перехода в пластику отдельных элементов. Автор указывает на тридцатипроцентный запас прочности (!) и, соответственно, ферма практически гарантировано не разрушится от эксплуатационных нагрузок. Ни кто не стал считать затраты на обследование и замену потекших элементов.  Если проводить оценку поэлементно, то для среднего размера фермы обеспеченность несущей способности 94-96%. Однако А.Я. Исайкин в своих работах указывает, что необходимо рассматривать простейшие схемы разрушения, но не выход из строя отдельных элементов (если это не одно и то же). То есть необходимо рассмотреть, как и какие элементы разрушаются в предельной стадии. И так, фактически мы имеем жесткие узлы и, соответственно, статически неопределимую систему. В случае решетки из труб или одиночных уголков, жесткостью узлов решетки можно пренебречь. Просьба не придираться к такому суждению. Могу доказать, но мы здесь не диссертации пишем. Так что оставаясь на "элементном" уровне можно говорить и о корректности шарнирной модели и о корректности оценки надежности. 95% против нормированной 99,9%.  Второй аспект: а что же нам дает сварка? В комментариях к предыдущему посту мы получили очень познавательный материал на эту тему на молекулярном уровне. Добавим к этому, что короткие сварные швы, выполненные полуавтоматом или вручную, имеют очень много случайных отклонений. Даже не берусь просчитать окончательную величину обеспеченности. Те, кто считал, называют цифру 55-70%.  Что же не дает фермам рассыпаться? Давайте посмотрим, как отдельные элементы в действительности работают. Вот здесь и находится то, что позволяет им жить: пояс фермы работает как единый элемент по всей длине. В том случае, когда выходит из строя элемент решетки (смотрите балку с гибкой стенкой) полного разрушения не происходит. Забавно, но грамотно запроектированная ферма по своей надежности может быть приравнена к сварной тонкостенной балке или балке с гофрированной стенкой. Только изготовление такой конструкции гораздо более трудоемко. Но за то легко считать и ни каких сюрпризов и экспертиза - с легкостью. Только имейте ввиду, что в предельной стадии пояса ферм будут работать совсем не так, как было заложено в расчет. Про фермы из ЛСТК мы поговорим позже. Можно только сразу отметить, что это абсолютно другая конструкция. Взять хотя бы руководство для проектировщиков по Еврокоду: - неоднородное распределение свойств материала в связи с холодной обработкой; - деформированная (distortional) форма потери устойчивости (сворачивание); - крутильная и изгибно-крутильная формы потери устойчивости; - сдвиговое запаздывание; - скручивание полки (но это упоминалось выше); - смятие, коробление и выпучивание стенки. И Еврокод нормирует правила учета всего этого набора. Но об этом в другой раз. С Уважением Zeev Barenboym

О надежности ... продолжение. Балка прокатная, балка сварная. Все ли так просто?

12/02/2013 10:00
Определившись с подходом, попробуем рассмотреть с точки зрения надежности что предпочтительней применять, прокатные или сварные конструкции. Возьмем для сравнения самый простой элемент: двухопорная изгибаемая балка, опоры шарнирные, нагрузка распределенная, устойчивость из плоскости обеспечивается. Прокатная: материал гарантированно из одной плавки, прокатка на одном стане, то есть один элемент = один материал. Обеспеченность несущей способности 0,9986. Сварная: материал с одного завода (уже хорошо), но гарантированно разные плавки. То есть получаем 3 статистически независимых элемента. Теперь со сваркой: обычно выполненная на автомате фиксированными катетами и находясь не в самой критичной зоне вряд ли достигнет предельной несущей способности. То есть сварку выбрасываем из расчета (для упрощения). Далее, если это ЛМК, то, скорее всего стенка достаточно гибкая и что по СНиП (СП), что по Еврокоду мы используем редуцированное сечение. Таким образом условно можно разделить балку на два тавра: сжатый и растянутый, каждый из двух компонентов. Рассуждая обобщенно, мы стремимся к тому, чтобы оба элемента находились в предельном состоянии. При этом выход из строя любого из двух приводит к разрушению. Добавим к этому то, что дискретность сортамента прокатных профилей и их симметричность приводит к неизбежному запасу прочности, без всяких цифр получаем, что прокатная балка имеет большую обеспеченность, чем сварная. Остается выяснить при сравнении экономический фактор и принять решение. Ну что, где ошибка в рассуждениях? Неужто в сварных элементах есть слабина?

С уважением, Zeev Barenboym

Опыт Запада. Как учат Еврокодам.

8/02/2013 01:28
Подход европейцев к обучению студентов подразумевает, что они могут оказаться "болванами" (dummies).
Больше ЛМК в России www.steelbuildings.ru
Это при том, что поняв принцип построения Еврокодов, ими не так сложно пользоваться. Другое дело СНиП. Тут не то что "dummy", но и не каждый умник разберется, как ими пользоваться. Например наш любимый СНиП II-23-81 п.7.1 "Стенки балок ... следует укреплять ... ребрами ...". В понимании разработчиков "следует" = "обязаны". А теперь п.11.16. "При отсутствии ребер жесткости ... " и п.18.8 "... для балок без ребер в пролете ...". И как такое может быть, если ребра ставить надо? 
Может вместо пособий к СНиП надо начать выпускать книги серии "для чайников"? СНиП для чайников ... даже представить сложно.

С Уважением,
Zeev Barenboym.

О надёжности.

4/02/2013 04:38

Памяти Учителя

Прежде чем говорить о надёжности, давайте определим что же это такое. По мнению большинства экспертов, надежность, это свойство конструкции или элемента конструкции выполнять свою функцию в определенных условиях в течение определенного периода времени.

Для того, чтобы оценить надежность нам необходимо какое-то численное определение, позволяющее провести оценку. Таким определяющим фактором является обеспеченность несущей способности. Обеспеченность, это вероятность и тут все просто: путём испытания материалов и элементов мы получаем величину их несущей способности и определённой обеспеченностью. Еще в первой половине 20-го века ученые определились, что оценивая соотношение дороговизны и безопасности, обеспеченность 0,9986 является достаточной и приемлемой. Откуда взялась эта величина? Из теории вероятности. Это все и всем известно, ничего нового.

А теперь самое интересное: Для получения механических характеристик, мы испытываем образцы материала, из которого изготавливают элементы конструкций. Здесь всё в порядке. Элемент конструкции скорее всего обладает теми же характеристиками. А что по поводу конструкции, состоящей из двух элементов? И тут мы разделяем все конструкции на статически определимые и статически неопределимые. Обеспеченность несущей способности конструкции из двух независимых элементов определяется как произведение обеспеченностей отдельных элементов.
То есть для двух элементов из 0,9986 мы получаем 0,9972. Не опасно, не правда ли? А что вы скажете о 30-40 элементах в какой-либо структуре, собранной на болтах, то есть практически идеальных шарнирах? 30 элементов нам дают не более 96%. И здесь мы допустили сразу ряд ошибок. Болты, например, тоже нами рассчитаны по их несущей способности с той же пресловутой обеспеченностью. То есть результат не более 0,92.

- почему же не разваливается, то что мы построили?
- как повысить надежность?
- что лучше сварная балка или ферма?

Ответы на эти вопросы можно получить пользуясь приведенной выше логикой, которая изложена выше. Автор ни в коем случае не собирается присваивать результаты чужих трудов. Это взято из работ Ржаницына, Райзера, Исайкина. Читайте, задумывайтесь.

  

Инженер-Исследователь Steelbuildings.ru Больше ЛМК в России

Zeev Barenboym.

Barenboym@Steelbuildings.ru

Блог Инженера-Исследователя Steelbuildings.ru Больше ЛМК в России Zeev Barenboym.

24/01/2013 06:32

Скоро.

Инженер-Исследователь Steelbuildings.ru Больше ЛМК в России

Zeev Barenboym.

Barenboym@Steelbuildings.ru


Предыдущая | Страница 2 из 2 | Следующая
Больше ЛМК в России www.steelbuildings.ru
«  октября 2018  »
понвтосречетпятсубвос
1234567
891011121314
15161718192021
22232425262728
293031 

Предыдущие записи

- Почти каждый день мне присылают кучу фото стальных узлов и каркасов для оценки и рекомендаций, просят прокомментировать.
- Если ценник на сталь продолжит рост, Заказчик будет выбирать Алюминий. Уже начал!?
- Учим МатЧасть, профнастил и не только: Cladding Profiles (BEHLEN).
- Шалом, Владимир Фёдорович Жеребин, Барух аба в СеверСталь Стальные Решения!
- Вот такая бывает "полистовая" кровля ...
- Как хорош и стилен BUTLER, как нам его не хватает в России ...
- Металлический каркас одноэтажного многопролётного здания.
- СП ЛСТК: идеи и реальность.
- А что же лучше? ЛСТК, ЛМК, традиционный конструктив или что-то еще?
- Вот так мы заменяем дерево в несущих конструкциях перекрытий и сохраняем нашу зелёную планету для наших детей:
- Запросите Коммерческое Предложение (КП) на разработку собственной линейки зданий из ЛСТК (зданий С-класса).
- Кейс #5: Как часто ставить прогоны?
- Кейс #4: Шпренгельные конструкции - плюсы и минусы
- Хороший шанс для КМ-ка по сварным стальным конструкциям.
- Кейс #1: Изящные решения в мире ЛСТК. Оправданы ли они?

Друзья

ПУСТЬ НАСТУПАЮЩИЙ Z011 ГОД БУДЕТ ЛЁГКИМ ДЛЯ ВАС!
SteelbuildingZ.ru объявляет наступающий Z011 год годом Z-тки