Система автоматизированного проектирования и расчета
+7 (495) 180-47-59

25. Определение расчетных длин

Страницы:1
25. Определение расчетных длин, В заметке рассматривается пример определения расчетных длин для элементов рамы каркасного здания
 
От правильности задания расчетных длин элементов конструкций зависит надежность принятых конструктивных решений.

В большинстве случаев определение расчетных длин происходит согласно нормативным документам. Но нормативные документы рассматривают далеко не все возможные случаи.

В качестве примера рассматривается каркасное здание пролетом 10 метров с колоннами из двутавра 40К1 и ригелями из двутавра 40Б1 (рис. 1).


Рис. 1. Расчётная модель здания. ПК ЛИРА 10.
Для определения расчетных длин колонн с определенной погрешностью можно использовать формулу 142 таблицы 31 СП 16.13330.2011, а для ригелей, которые в таких рамах, наряду с изгибом, испытывают также и сжатие, нормы не дают ответа по определению расчетной длины.

Поэтому, для определения расчетных длин элементов рамы в плоскости, воспользуемся подсистемой «устойчивость». Для этого возьмем плоскую раму и зададим на нее нагрузку для определения свободных длин (рис. 2).

Скачать демо-версию ПК ЛИРА

Для анализа устойчивости схемы проектировщик должен составить характерное загружение или характерную комбинацию загружений (РСН), по которой будет происходить определение расчетных длин элементов. Характерных загружений или комбинаций загружений может быть несколько, для различных групп элементов. При этом следует руководствоваться п. 10.3.2 СП 16.13330.2011, согласно которому при определении расчетных длин следует брать сочетание, создающее наибольшие значения продольных сжимающих сил N в рассматриваемых элементах, и полученные расчетные длины использовать при проверке устойчивости для всех возможных комбинаций РСУ. Таким образом, для нашего объекта характерная комбинация загружений для определения расчетных длин включает (со своими коэффициентами сочетаний) все постоянные, длительные и снеговые загружения, но не включает ветер.


Рис. 2. Плоская рама для определения расчётных длин. ПК ЛИРА 10.
В редакторе загружений выбираем Выполнять Анализ устойчивости (рис. 3).




Рис. 3. Настройка параметров для расчёта устойчивости
Далее переходим в результаты расчёта и выбираем результаты по устойчивости.
Необходимо смотреть на первую форму потери устойчивости, дающую максимальные расчётные длины. Расчёт устойчивости по характерной комбинации загружений подтвердил, что первой, наиболее опасной, формой потери устойчивости ожидаемо является кососимметричная форма (рис. 4).


Рис. 4. Первая форма потери устойчивости. ПК ЛИРА 10.

Если в этом режиме нажать левой кнопкой мыши на элемент, то появится таблица с характеристиками расчетной длины этого элемента (рис. 5).

При определении расчетных длин следует также иметь в виду, что для анализа устойчивости принято, чтобы продольные сжимающие силы N в пределах рассматриваемых участков были неизменными. В нашем случае, как для колонн, так и для ригелей имеется равномерно-распределенная составляющая нагрузки вдоль стержня, обеспечивающая плавное изменение усилия N, что не вполне корректно. Соответственно, меняется и расчетная длина элемента на различных участках. Чем больше сжимающая сила, тем меньше получается расчетная длина. Здесь проектировщик должен обращать внимание на то, чтобы эта равномерно-распределенная составляющая нагрузка вдоль стержня не играла бы решающую роль в работе стержня, а разброс расчетных длин в пределах конструктивного элемента был бы несущественным. Далее, следуя логике пункта 10.3.2 норм СП 16.13330.2011, расчетную длину элемента следует брать в том месте, где сила N максимальная, т. е. там, где расчетная длина минимальна. Однако, подозревая, что максимальный эффект от совместного действия силы N и момента Му в месте жесткого соединения ригеля с колонной, мы бы рекомендовали брать величину расчетной длины как для колонны, так и для ригеля именно в этом месте.

Окончательный же выбор остается за автором расчета.

Получаем для колонн расчетную длину 14.1 м, а для ригелей 13.3 м (рис. 6).

Если считать по формуле (142), расчетная длина колонны получилась бы 11.7 м. Однако, формула (142) не учитывает двускатную форму ригеля, а это при значительных уклонах может существенно повлиять на результат.




Рис. 5. Расчетная длина колонн. ПК ЛИРА 10.


Рис. 6. Расчётная длина ригелей. ПК ЛИРА 10.

Теперь, задав эти параметры в редакторе конструирования (рис. 7), можем производить расчёт конструирования и получать точные результаты по подбору и проверке МК.




Рис. 7. Задание параметров конструирования для колонн и ригелей. ПК ЛИРА 10.
Более подробно методика определения расчетных длин и другие вопросы рассматриваются на наших курсах обучения. Будем рады видеть вас среди наших учеников.

Обучение
 
Добрый день!
Можно выше перечисленным способом определять расчетную длину для ж/б колонн?
 
Цитата
Потехин Антон Сергеевич написал:
Добрый день!
Можно выше перечисленным способом определять расчетную длину для ж/б колонн?
Для ж/б колонн расчётные длины определяются по п. 8.1.7 СП 63.13330.2012. Вышеописанный способ применим только для металлических колонн.
 
Согласен, а если нет подходящей схемы работы ж/б колонны согласно пункта 8.1.17 СП 63.13330.2012, как его можно уточнить (между 1l и 2l)?
 
Цитата
Потехин Антон Сергеевич написал:
Согласен, а если нет подходящей схемы работы ж/б колонны согласно пункта 8.1.17 СП 63.13330.2012, как его можно уточнить (между 1l и 2l)?
Необходимо руководствоваться нормами, если там ваш случай не описывается, лучше брать в запас.
 
Спасибо за ответ на вопрос
 
Здравствуйте!
Подскажите, какой момент инерции ригеля брать при вычислении расчетной длины колонны?
 
А как определять расчётную длину колонн в большой пространственной структуре? Есть пример?
 
Цитата
Шпанбергер Анна Владимировна написал:
Здравствуйте!
Подскажите, какой момент инерции ригеля брать при вычислении расчетной длины колонны?
Фактический - соответствует моменту инерции сечения Вашего ригеля.
 
Цитата
Накапкин Антон Игоревич написал:
А как определять расчётную длину колонн в большой пространственной структуре? Есть пример?
Потеря устойчивости пространственная для конечного элемента характерная только для отдельностоящих элементов. В пространственной каркасной схеме лучше избегать работы конструкций в двух плоскостях установкой связей.
Страницы:1


Мастер-класс по нововведениям ЛИРА 10.12
3 часа тест-драйва новых возможностей: расчет деревянных конструкций, эквивалентные сечения, грунт, нелинейный расчет, расчет трехветвевых сечений
20 августа 2021
Курс "Анализ и экспертиза модели в расчетных комплексах"
Вам знакома ситуация, когда сдаешь расчет в экспертизу, а его возвращают обратно из-за найденных ошибок? Приходится вносить изменения и корректировать проектную документацию. И в такой ситуации страдают все участники процесса
12 августа 2021
Вышел новый релиз ЛИРА 10.12 R2.1
Вышел релиз R2.1 для версии ЛИРА 10.12. Исправлены ошибки и внесены следующие изменения:
06 августа 2021 15:22:00
Предзапись на бесплатный мастер-класс ЛИРА 10.12
На мастер классе вы познакомитесь с новым разделом расчета деревянных конструкций.
21 июля 2021
Все новости
Реализация модели контактного слоя при расчете адгезионного соединения с использованием метода конечных элементов
В большинстве опытов по испытанию адгезионных соединений измеряется средняя адгезионная прочность. Данная величина вычисляется как отношение разрушающей нагрузки к площади склейки. Подобный подход подразумевает равномерное распределение касательных напряжений. Исследователи давно обнаружили, что средняя адгезионная прочность соединения является сильной функцией геометрических [1] и физико-механических параметров модели и, следовательно, делает малоинформативными и несопоставимыми экспериментальные данные, выполненные на отличающихся образцах. Малочисленные результаты по измерению касательных напряжений по площади склейки с использованием преимущественно поляризационно-оптических методов [2] показывают, что распределение напряжений является нелинейной функцией. При этом наблюдается концентрация напряжений у торцов модели. В связи с этими фактами возникает необходимость детального изучения напряженно-деформированного состояния адгезионных соединений.
06 июня 2019
Оценка точности нелинейного статического метода анализа сейсмостойкости сооружений
В статье рассмотрено практическое применение методики нелинейного статического анализа сейсмостойкости зданий и сооружений. Произведен расчет одноэтажной стальной рамы нелинейным статическим и нелинейным динамическим методами. В результате анализа полученных результатов расчета показана значимость высших форм колебаний и необходимость анализа их влияния на реакцию системы.
06 февраля 2018
Напряженно-деформированное состояние коррозионно - поврежденных железобетонных элементов при динамическом нагружении
С помощью современного программно-вычислительного комплекса  ЛИРА 10.6 выполнена сравнительная оценка напряженно–деформированного состояния  не поврежденного и коррозионно-поврежденного железобетонного элемента при динамическом и статическом нагружении. Проанализировано   влияния ослабленного коррозией бетонного участка сжатой зоны на перераспределение напряжений в сечении.
25 января 2018
Применение технологий BIM при расчете зданий в условиях сложной геотехнической обстановки в связке программ Revit, ЛИРА 10.6 и PLAXIS 3D
В статье рассматривается методика совместной работы ПК ЛИРА 10.6 и PLAXIS 3D посредством API модуля. С позиции инженера-расчетчика рассматриваются возможности передачи моделей между различными программами с применением технологий информационного моделирования.
21 июня 2017
Все публикации
Использование новых функций ЛИРА 10.12 в инженерной практике. Часть 2
Вторая часть вебинара является продолжением обзора новых функций ЛИРА 10.12.
Темы вебинара будут интересны тем, кто сталкивается с особенными расчетами в практике, а также хочет узнать о дополнительных возможностях расчетного комплекса
05 октября 2021
Применение оболочек сложных форм в строительстве
На вебинаре мы расскажем про оболочки сложных форм – для чего они нужны. Обсудим проблемы их геометрического моделирования, затронем научные исследования их прочности и устойчивости, а также продемонстрируем особенности моделирования, задания нагрузок и выполнения расчетов таких конструкций
21 сентября 2021
Использование новых функций ЛИРА 10.12 в инженерной практике
На вебинаре вы познакомитесь с новыми функциями программы на основе демонстрационных моделей, приближенных к реальным конструкциям. По каждому новому инструменту будет показан алгоритм его применения с учетом особенностей работы элементов конструкции.
25 августа 2021
Расчёт стальных конструкций сквозного и переменного сечений в ЛИРА 10
В России наблюдается значительный рост цен на сталь и, как следствие, у заказчиков возникает желание сэкономить на строительстве зданий. Экономия средств без ущерба качеству действительно возможна. Чтобы снизить металлоёмкость здания, достаточно заменить конструкции постоянного сечения на конструкции сквозного или переменного сечения.
10 августа 2021
Все записи вебинаров