|
|
Расчет металлических колонн
|
Часто люди, делающие во дворе крытый навес для автомобиля или для защиты от солнца и атмосферных осадков, сечение стоек, на которые будет опираться навес, не рассчитывают, а подбирают сечение на глаз или проконсультировавшись у соседа.
Понять их можно, нагрузки на стойки, в данном случае являющиеся колоннами, не ахти какие большие, объем выполняемых работ тоже не громадный, да и внешний вид колонн иногда намного важнее их несущей способности, поэтому даже если колонны будут сделаны с многократным запасом по прочности - большой беды в этом нет. Тем более, что на поиски простой и внятной информации о расчете сплошных колонн можно потратить бесконечное количество времени без какого-либо результата - разобраться в примерах расчета колонн для производственных зданий с приложением нагрузки в нескольких уровнях без хороших знаний сопромата практически невозможно, а заказ расчета колонны в инженерной организации может свести всю ожидаемую экономию к нулю. |
|
|
Данная статья написана с целью хоть немного изменить существующее положение дел и является попыткой максимально просто изложить основные этапы расчета металлической колонны, не более того. Все основные требования по расчету металлических колонн можно найти в СНиП II-23-81 (1990).
Общие положения:
С теоретической точки зрения расчет центрально-сжатого элемента, каковым является колонна, или стойка в ферме, настолько прост, что даже неудобно об этом говорить. Достаточно разделить нагрузку на расчетное сопротивление стали, из которой будет изготавливаться колонна - все. В математическом выражении это выглядит так:
F = N/Ry (1.1)
где F - требуемая площадь сечения колонны, см2;
N - сосредоточенная нагрузка, прилагаемая к центру тяжести поперечного сечения колонны, кг;
Ry - расчетное сопротивление металла растяжению, сжатию и изгибу по пределу текучести, кг/см2. Значение расчетного сопротивления можно определить по соответствующей таблице.
Как видим, уровень сложности задачи относится ко второму, максимум к третьему классу начальной школы. Однако на практике все далеко не так просто, как в теории, по ряду причин:
1. Приложить сосредоточенную нагрузку точно к центру тяжести поперечного сечения колонны можно только теоретически. В реальности нагрузка всегда будет распределенной и еще будет некоторый эксцентриситет приложения приведенной сосредоточенной нагрузки (его еще называют случайным). А раз есть эксцентриситет, значит есть изгибающий момент, действующий в поперечном сечении колонны. А раз есть момент, значит есть и изгиб (если рассматривать колонну, как балку, то такой изгиб назывался бы прогибом)
2. Центры тяжести поперечных сечений колонны расположены на одной прямой - центральной оси, тоже только теоретически. На практике из-за неоднородности металла и различных дефектов центры тяжести поперечных сечений могут быть смещены относительно центральной оси. А это значит, что при расчетах это нужно учитывать.
3. Колонна может иметь не прямолинейную форму, а быть немного изогнутой в результате заводской или монтажной деформации а это значит, что поперечные сечения в средней части колонны будут иметь наибольший эксцентриситет приложения нагрузки. А это при расчетах также нужно учитывать.
4. Колонна может быть установлена с отклонениями от вертикали, а это значит, что вертикально действующая нагрузка может создавать дополнительный изгибающий момент, максимальный в нижней части колонны, а если точнее, в месте крепления к фундаменту, впрочем это актуально, только для отдельно стоящих колонн.
5. Под действием приложенных к ней нагрузок колонна будет изгибаться по одной или ряду указанных выше причин, а это значит, что появится эксцентриситет приложения нагрузки, равный смещению центра тяжести рассматриваемого поперечного сечения от вертикальной оси, и как следствие возникнет изгибающий момент, увеличивающий изгиб. А увеличивающийся изгиб будет в свою очередь увеличивать изгибающий момент и так до бесконечности. Или до тех пор, пока колонна не потеряет устойчивость. Более подробно теоретический аспект этого явления рассматривается отдельно (хотя и для внецентренно нагруженных стержней, однако физический смысл практически такой же).
Одним словом, все это приводит к появлению продольного изгиба и влияние это изгиба при расчетах нужно как-то учитывать.
Естественно, что рассчитать вышеуказанные отклонения для конструкции, которая еще только проектируется, практически невозможно - расчет будет очень долгим, сложным, а результат все равно сомнительным. А вот ввести в формулу (1.1) некий коэффициент, который бы учел вышеизложенные факторы, очень даже можно. Таким коэффициентом является φ - коэффициент продольного изгиба. Формула, в которой используется данный коэффициент, выглядит так:
F = N/φR (1.2)
Значение φ всегда меньше единицы, это означает, что сечение колонны всегда будет больше, чем если просто посчитать по формуле (1.1), это я к тому, что сейчас начнется самое интересное и помнить, что φ всегда меньше единицы - не помешает. Для предварительных расчетов можно использовать значение φ в пределах 0.5-0.8.
Примечание: Если изучение данной статьи вызывает у вас головную боль, зубовный скрежет и прочие неприятные симптомы, а вам всего-то и нужно рассчитать колонны в количестве от 1 до 5 на некоторую нагрузку, пусть даже с 2-х кратным запасом, то советую сразу принять значение φ = 0.25 и дальнейший расчет выполнять по формуле (1.2), потому что дальше все будет еще сложнее и не понятнее. Правда при этом все равно гибкость колонны не должна превышать предельно допустимой, указанной в таблице 19*.
Значение φ зависит от марки стали и гибкости колонны λ.
Что такое гибкость, объяснять долго, но попробую в двух словах. Если вы знакомы с основными особенностями изгибающего момента, то знаете, что чем больше пролет балки, тем больше значение изгибающего момента при той же поперечной силе, данный момент создающей. Соответственно, чем больше будет длина колонны, тем сильнее будет влияние вышеперечисленных и других факторов на значение изгибающего момента, возникающего при действии продольной силы, так как чем больше длина колонны, тем больше вероятность отклонения геометрического центра тяжести от реального центра тяжести, определенного на основании вышеперечисленных факторов.
Кроме того, продольная сила, приложенная с эксцентриситетом в 1 см при размерах поперечного сечения 100х100 см - это одно, а при размерах поперечного сечения 2х2 см - это совсем другое. В первом случае эксцентриситет на значение внутренних сжимающих напряжений почти не повлияет и их можно рассматривать, как постоянные по высоте или ширине сечения, а во втором случае приведет к значительному перераспределению внутренних сжимающих напряжений, а если значение эксцентриситета будет больше радиуса ядра сечения (радиуса инерции), то и к появлению растягивающих напряжений.
Таким образом гибкость - некоторая величина, характеризующая свойства рассматриваемого стержня в зависимости от его длины и параметров поперечного сечения, в частности радиуса инерции:
λ = lef/i (1.3)
где lef - расчетная длина колонны. Расчетная и реальная длина колонны - разные понятия. Расчетная длина колонны зависит от способа закрепления концов колонны и определяется с помощью коэффициента μ:
lef = μl (1.4)
где l - реальная длина колонны, см;
μ - коэффициент, учитывающий способ закрепления концов колонны. Значение коэффициента можно определить по следующей таблице:
Таблица 1. Коэффициенты μ для определения расчетных длин колонн и стоек постоянного сечения (согласно таблицы 30 СП 16.13330.2011)
Как видим, значение коэффициента μ изменяется в несколько раз в зависимости от способа закрепления колонны и тут главная сложность в том, какую расчетную схему выбрать.
Если не знаете, какая схема закрепления соответствует Вашим условиям, то принимайте значение коэффициента μ = 2
Значение коэффициента μ = 2 принимается в основном для отдельно стоящих колон, наглядный пример отдельно стоящей колонны - фонарный столб. Значение коэффициента μ = 1-2 можно принимать для колонн навесов, на которые опираются балки без жесткого крепления к колонне. Данную расчетную схему можно принимать, когда балки навеса будут не жестко крепиться к колоннам и когда балки будут иметь относительно большой прогиб. Если на колонну будут опираться фермы, жестко прикрепленные к колонне сваркой, то можно принимать значение коэффициента μ = 0.5-1. Если между колоннами будут диагональные связи, то можно принимать значение коэффициента μ = 0.7 при не жестком креплении диагональных связей или 0.5 при жестком креплении. Однако такие диафрагмы жесткости не всегда бывают в 2 плоскостях и потому использовать такие значения коэффициента нужно осторожно. При расчете стоек ферм используется коэффициент μ=0.5-1 в зависимости от метода закрепления стоек. Дополнительные подробности определения коэффициента μ изложены отдельно.
Значение коэффициента гибкости приблизительно показывает отношение расчетной длины колонны к высоте или ширине поперечного сечения. Т.е. чем больше значение λ, тем меньше ширина или высота поперечного сечения колонны и соответственно тем больший запас по сечению потребуется при одной и той же длине колонны, но об этом чуть позже.
Теперь когда мы определили коэффициент μ, можно вычислить расчетную длину колонны по формуле (1.4), а для того, чтобы узнать значение гибкости колонны, нужно знать радиус инерции сечения колонны i:
 (1.5)
где I - момент инерции поперечного сечения относительно одной из осей, и тут начинается самое интересное, потому как в ходе решения задачи мы как раз и должны определить необходимую площадь сечения колонны F, но этого мало, оказывается, мы еще должны знать значение момента инерции. Так как мы не знаем ни того, ни другого, то решение задачи выполняется в несколько этапов.
На предварительном этапе обычно принимается значение λ в пределах 90-60, для колонн с относительно небольшой нагрузкой можно принимать λ = 150-120, максимальное значение для колонн около 150, значения предельной гибкости для других элементов можно определить по таблице 19*:
Таблица 19* (согласно СНиП II-23-81 (1990))
Примечание: значение коэффициента а принимается не менее 0.5, более точное значение коэффициента можно определить по формуле а = N/(φFRyγc) (в необходимых случаях вместо φ следует использовать φe), где γс - коэффициент условий работы, для сплошных балок и колонн γс = 1.1. Если упростить, то для п.1 предельно допустимая гибкость не может превышать значения 150 (это значение и указывалось в предыдущем СНиПе, ныне утратившем силу), а вот меньше - запросто.
Затем по Таблице 2 определяется значение коэффициента гибкости φ:
Таблица 2. Коэффициенты продольного изгиба φ центрально-сжатых элементов.
Примечание: значения коэффициента φ в таблице увеличены в 1000 раз.
После этого определяется требуемый радиус инерции поперечного сечения, путем преобразования формулы (1.3):
i = lef/λ (1.6)
По сортаменту подбирается прокатный профиль с соответствующим значением радиуса инерции. В отличие от изгибаемых элементов, где сечение подбирается только по одной оси, так как нагрузка действует только в одной плоскости, в центрально сжатых колоннах продольный изгиб может произойти относительно любой из осей и потому чем ближе значение Iz к Iy, тем лучше, другими словами наиболее предпочтительны профили круглого или квадратного сечения. Ну а теперь попробуем определить сечение колонны на основе полученных знаний.
Пример расчета металлической центрально-сжатой колонны:
Имеется: желание сделать навес возле кирпичного дома приблизительно следующего вида:
Рисунок 1. Расчетная схема навеса размером 10 на 6 метров с колоннами высотой 2.5 метра.
В данном случае единственной центрально-сжатой колонной при любых условиях закрепления и при равномерно распределенной нагрузке будет колонна, показанная на рисунке 1 красным цветом. Кроме того и нагрузка на эту колонну будет максимальной. Колонны, обозначенные на рисунке синим и зеленым цветом, можно рассматривать как центрально-сжатые, только при соответствующем конструктивном решении и равномерно-распределенной нагрузке, колонны, обозначенные оранжевым цветом, будут или центрально сжатыми или внецентренно-сжатыми или стойками рамы, рассчитываемой отдельно. В данном примере мы рассчитаем сечение колонны, обозначенной красным цветом. Для расчетов примем постоянную нагрузку от собственного веса навеса 100 кг/м2 и временную нагрузку 100 кг/м2 от снегового покрова.
2.1. Таким образом сосредоточенная нагрузка на колонну, обозначенную красным цветом, составит:
N = (100+100)·5·3 = 3000 кг
2.2. Принимаем предварительно значение λ = 100, тогда по таблице 2 коэффициент изгиба φ = 0.599 (для стали с расчетной прочностью 200 МПа, данное значение принято для обеспечения дополнительного запаса по прочности), тогда требуемая площадь сечения колонны:
F = 3000/(0.599·2050) = 2.44 см2
2.3. По таблице 1 принимаем значение μ = 1 (так как кровельное покрытие из профилированного настила, должным образом закрепленное, будет обеспечивать жесткость конструкции в плоскости, параллельной плоскости стены, а в перпендикулярной плоскости относительную неподвижность верхней точки колонны будет обеспечивать крепление стропил к кирпичной стене), тогда радиус инерции
i = 1·250/100 = 2.5 cм
2.4. По сортаменту для квадратных профильных труб данным требованиям удовлетворяет профиль с размерами поперечного сечения 70х70 мм с толщиной стенки 2 мм, имеющий радиус инерции 2.76 см. Площадь сечения такого профиля 5.34 см2. Это намного больше, чем требуется по расчету.
2.5.1. Мы можем увеличить гибкость колонны, при этом требуемый радиус инерции уменьшится. Например, при λ = 130 коэффициент изгиба φ = 0.425, тогда требуемая площадь сечения колонны:
F = 3000/(0.425·2050) = 3.44 см2
2.5.2. Тогда
i = 1·250/130 = 1.92 cм
2.5.3. По сортаменту для квадратных профильных труб данным требованиям удовлетворяет профиль с размерами поперечного сечения 50х50 мм с толщиной стенки 2 мм, имеющий радиус инерции 1.95 см. Площадь сечения такого профиля 3.74 см2, момент сопротивления для этого профиля составляет 5.66 см3.
2.6. Проверим, является ли принятый профиль допустимым по предельной гибкости. Точное значение гибкости составит
λ = 250/1.95 = 128.2
значение коэффициента а составит
а = 3000/(0.425·2050·3.74·1.1) = 0.837
тогда предельно допустимое значение гибкости
λmax = 180 - 60·0.837 = 129.8 > 128.2
Требования по предельно допустимой гибкости нами соблюдены.
Вместо квадратных профильных труб можно использовать равнополочный уголок, швеллер, двутавр, обычную трубу. Если расчетное сопротивление стали выбранного профиля больше 220 МПа, то можно пересчитать сечение колонны. Вот в принципе и все, что касается расчета металлических центрально-сжатых колонн, добавлю только, что если вы занимаетесь расчетом не профессионально и все возможные нагрузки не только учесть, но даже представить не можете, то не используйте значение λ > 80. Чем меньше гибкость, тем надежнее конструкция. Если вы обратили внимание, то в таблице 2 не предусмотрены значения гибкости превышающие 220, хотя теоретически гибкость может составлять и 300 и 1000, просто рассматривать стержни с такой гибкостью в качестве несущих не имеет никакого смысла - очень уж нестабильны.
Если следовать приведенной выше рекомендации, то даже трубы сечением 70х70х2 мм будет недостаточно, а потребуется труба сечением 80х80х3 мм, для которой радиус инерции составляет i = 3.12 см и соответственно гибкость будет λ = 250/3.12 = 80.1. Например, вы рассчитываете точно такой же навес, но не соединенный с относительно жесткой кирпичной стеной, а отдельно стоящий. В этом случае значение коэффициента скорее будет μ = 2, но вы, не вникая в сложности взаимоотношений строительных конструкций, решили, что вполне хватит и μ = 1. В этом случае принятое ограничение по гибкости позволит защитить вашу конструкцию от разрушения, ведь при μ = 2 значение расчетной длины колонны составит lef = 2·250 = 500 см, а гибкость колонны λ = 500/3.12 = 160.25 т.е. на пределе максимально допустимого (и даже за пределом). Если же вы не ошиблись с выбором расчетной схемы, но все равно воспользовались рекомендованным ограничением гибкости λ ≤ 80, то в результате вы получите повышенный запас по прочности и некоторое удорожание конструкции. Что лучше: сделать конструкцию с повышенным запасом прочности или полностью ее переделывать после обрушения - выбирать вам.
И еще, приложение нагрузки точно по центру тяжести колонны и абсолютная вертикальность колонны возможны только в теории, на практике всегда возникает некоторый эксцентриситет приложения нагрузки и если для колонн сечением 40х40 см изменение точки приложения нагрузки на несколько миллиметров или даже целый сантиметр можно и не учитывать, задавшись соответствующим коэффициентом запаса по прочности, то для колонны сечением 5х5 см такое отклонение может быть критическим. Почему? Сейчас разберемся.
Расчет внецентренно-сжатой колонны.
Тут конечно же возникает вопрос: а как рассчитать остальные колонны, ведь нагрузка к ним будет приложена скорее всего не по центру сечения? Ответ на этот вопрос сильно зависит от способа крепления навеса к колоннам. Если балки навеса будут жестко крепиться к колоннам, то при этом будет образована достаточно сложная статически неопределимая рама и тогда колонны следует рассматривать как часть этой рамы и рассчитывать сечение колонн дополнительно на действие поперечного изгибающего момента, мы же далее рассмотрим ситуацию когда колонны, показанные на рисунке 1, соединены с навесом шарнирно (колонну, обозначенную красным цветом, мы больше не рассматриваем). Например оголовок колонн имеет опорную площадку - металлическую пластину с отверстиями для болтового крепления балок навеса. По разным причинам нагрузка на такие колонны может передаваться с достаточно большим эксцентриситетом:
Рисунок 2. Эксцентриситет приложения сосредоточенной нагрузки к колонне из-за прогиба балки навеса.
Балка, показанная на рисунке 2, бежевым цветом, под воздействием нагрузки немного прогнется (почему это произойдет, обсуждается отдельно) и это приведет к тому, что нагрузка на колонну будет передаваться не по центру тяжести сечения колонны, а с эксцентриситетом е и при расчете крайних колонн этот эксцентриситет нужно учитывать. Более точное определение эксцентриситетов зависит от жесткости колонны и балки, но мы в данном случае не будем учитывать жесткости и для надежности примем максимально неблагоприятное значение эксцентриситета. Случаев внецентренного нагружения колонн и возможных поперечных сечений колонн существует великое множество, описываемое соответствующими формулами для расчета. В нашем случае для проверки сечения внецентренно-сжатой колонны мы воспользуемся одной из самых простых:
(N/φF) + (Mz/Wz) ≤ Ry (3.1)
Т.е. предполагается, что внецентренное нагружение имеется только относительно одной оси.
В данном случае, когда сечение самой нагруженной колонны мы уже определили, нам достаточно проверить, подходит ли такое сечение для остальных колонн по той причине, что задачи строить сталелитейный завод у нас нет, а мы просто рассчитываем колонны для навеса, которые будут все одинакового сечения из соображений унификации.
Что такое N, φ и Ry мы уже знаем.
Формула (3.1) после простейших преобразований, примет следующий вид:
F = (N/Ry)(1/φ + ez·F/Wz) (3.2)
так как максимально возможное значение изгибающего момента Мz = N·ez, почему значение момента именно такое и что такое момент сопротивления W, достаточно подробно объясняется в отдельной статье.
Сосредоточенная нагрузка N на колонны, обозначенные на рисунке 1 синим и зеленым цветом, составит 1500 кг. Проверяем требуемое сечение при такой нагрузке и ранее определенном φ = 0.425
F = (1500/2050)(1/0.425 + 2.5·3.74/5.66) = 0.7317·(2.353 + 1.652) = 2.93 см2
Кроме того, формула (3.2) позволяет определить максимальный эксцентриситет, который выдержит уже рассчитанная колонна, в данном случае максимальный эксцентриситет составит 4.17 см.
Требуемое сечение 2.93 см2 меньше принятого 3.74 см2, а потому квадратную профильную трубу с размерами поперечного сечения 50х50 мм с толщиной стенки 2 мм можно использовать и для крайних колонн.
Примечание: Вообще-то изгибающий момент от эксцентриситета в наиболее опасном сечении, расположенном примерно посредине высоты колонны, будет в 2 раза меньше, соответственно и требуемая площадь сечения тоже будет немного меньше. Но как я уже говорил, при выполнении расчета не специалистом дополнительный запас по прочности никогда не помешает. К тому же в данном случае мы все равно принимаем большую площадь сечения из конструктивно-эстетических соображений.
Расчет внецентренно-сжатой колонны по условной гибкости.
Как ни странно, но для подбора сечения внецентренно-сжатой колонны - сплошного стержня есть еще более простая формула:
F = N/φеR (4.1)
где φе - коэффициент продольного изгиба, зависящий от эксцентриситета, его можно было бы назвать эксцентриситетным коэффициентом продольного прогиба, чтобы не путать с коэффициентом продольного прогиба φ. Однако расчет по этой формуле может оказаться более длительным чем по формуле (3.2). Чтобы определить коэффициент φе необходимо все равно знать значение выражения ez·F/Wz - которое мы встречали в формуле (3.2). Это выражение называется относительным эксцентриситетом и обозначается m:
m = ez·F/Wz (4.2)
После этого определяется приведенный относительный эксцентриситет:
mef = hm (4.3)
где h - это не высота сечения, а коэффициент, определяемый по таблице 73 СНиПа II-23-81. Здесь данную таблицу не привожу. Просто скажу, что значение коэффициента h изменяется в пределах от 1 до 1.4, для большинства простых расчетов можно использовать h = 1.1-1.2.
После этого нужно определить условную гибкость колонны λ¯:
λ¯ = λ√‾(Ry/E) (4.4)
и только после этого по таблице 3 определить значение φе:
Таблица 3. Коэффициенты φe для проверки устойчивости внецентренно-сжатых (сжато-изгибаемых)
сплошностенчатых стержней в плоскости действия момента, совпадающей с плоскостью симметрии.
Примечания: 1. Значения коэффициента φе увеличены в 1000 раз.
2. Значение φе следует принимать не более φ.
Теперь для наглядности проверим сечение колонн, нагруженных с эксцентриситетом, по формуле (4.1):
4.1. Сосредоточенная нагрузка на колонны, обозначенные синим и зеленым цветом, составит:
N = (100+100)·5·3/2 = 1500 кг
Эксцентриситет приложения нагрузки е = 2.5 см, коэффициент продольного изгиба φ = 0.425.
4.2. Значение относительного эксцентриситета мы уже определяли:
m = 2.5·3.74/5.66 = 1.652
4.3. Теперь определим значение приведенного коэффициента mef:
mef = 1.652·1.2 = 1.984 ≈ 2
4.4. Условная гибкость при принятом нами коэффициенте гибкости λ = 130, прочности стали Ry = 200 МПа и модуле упругости Е = 200000 МПа составит:
λ¯ = 130√‾(200/200000) = 4.11
4.5. По таблице 3 определяем значение коэффициента φе ≈ 0.249
4.6. Определяем требуемое сечение колонны:
F = 1500/(0.249·2050) = 2.94 см2
Напомню, что при определении площади сечения колонны по формуле (3.1) мы получили почти такой же результат.
Совет: Чтобы нагрузка от навеса передавалась с минимальным эксцентриситетом, в опорной части балки делается специальная площадка. Если балка металлическая, из прокатного профиля, то обычно достаточно приварить к нижней полке балки кусок арматуры.
И еще, любое отклонение колонны от вертикали с одной жестко защемленной опорой внизу будет приводить к возникновению дополнительного изгибающего момента в нижних сечениях колонны. При этом для колонн малого сечения такое отклонение будет более значимым, чем для колонн большого сечения. Теоретически влияние этого момента можно учесть при расчетах, однако возникновение дополнительного изгибающего момента из-за возможных просадок фундамента учитывается редко, а потому чем большее сечение будет принято для колонны, тем более надежной будет конструкция.
P.S. Я прекрасно понимаю, что человеку, впервые столкнувшемуся с расчетом строительных конструкций, разобраться в тонкостях и особенностях вышеизложенного материала бывает не просто, но тратить тысячи или даже десятки тысяч рублей на услуги проектной организации вы все равно не хотите. Что ж, я готов вам помочь. Больше подробностей смотрите в статье "Записаться на прием к доктору".
И еще, в последнее время развелось очень много тролят, задающих каверзные вопросы. Я в принципе не возражаю, задавайте. Но ответка может быть жесткой. |
|
На этом пока все.
Доступ к полной версии этой статьи и всех остальных статей на данном сайте стоит всего 30 рублей. После успешного завершения перевода откроется страница с благодарностью, адресом электронной почты и продолжением статьи. Если вы хотите задать вопрос по расчету конструкций, пожалуйста, воспользуйтесь этим адресом. Зараннее большое спасибо.)). Если страница не открылась, то скорее всего вы осуществили перевод с другого Яндекс-кошелька, но в любом случае волноваться не надо. Главное, при оформлении перевода точно указать свой e-mail и я обязательно с вами свяжусь. К тому же вы всегда можете добавить свой комментарий. Больше подробностей в статье "Записаться на прием к доктору"
Для терминалов номер Яндекс Кошелька 410012390761783
Номер карты Ymoney 4048 4150 0452 9638 SERGEI GUTOV
|
|
|
На главную  |
|
|
|
|
|
10.3 (голосов: 37)
|
| 196536 |
|
Комментарии:
|
03-02-2013: Владислав Иванович
"профиль с размерами поперечного сечения 50х50 мм с толщиной стенки 2 мм, имеющий радиус инерции 1.95 см. Площадь сечения такого профиля 3.74 см2" - если я правильно понимаю что имеется ввиду под площадью сечения профиля, то S=50*2+50*2+46*2+46*2=384 мм2=3.84 см2. У вас 3.74 см2. У кого ошибка?
03-02-2013: Доктор Лом
При определении площади Вы не учли, что профильные трубы не имеют четкой прямоугольной формы, а имеют скругления с нормируемым радиусом, из-за чего площадь сечения трубы немного меньше. В статье есть ссылка на сортамент для профильных труб, в сортаменте площадь сечения указана с учетом скруглений. Тем не менее Ваше желание все проверить самому очень похвально.
03-02-2013: Владислав Иванович
Я проверяю, как бы не вас, а себя. Вот например, я пытаюсь понять ваш пример: F = N/?R, F = 3000/(0.599•2050) = 2.44 см2, 3000 – понятно, нагрузка; 0.599 – понятно, коэффициент изгиба ?, в таблице вижу такую цифру, 2050 – это R, а что это? Ry нашел - расчетное сопротивление металла растяжению, сжатию и изгибу по пределу текучести, кг/см2, а R не вижу. Ну наверно R= Ry, поищу цифру 2050 в таблице расчетных сопротивлений – нет такой цифры в таблице… Так что же такое R? Как-то так. )
03-02-2013: Владислав Иванович
Так получается, что вышеописанным методом, нельзя расчитать профиль с толщиной стенки меньше 2 мм?
03-02-2013: Доктор Лом
Получается, что если в сортаменте нет данных для Вашего профиля, то все его параметры: площадь сечения, радиус инерции и др. следует определять самому, подобно тому, как Вы определяли площадь сечения.
По поводу расчетного сопротивления. Значение расчетного сопротивления следует принимать в зависимости от марки стали, толщины проката и вида изделия. Если марка стали не известна, то лучше принимать наименьшее значение из возможных, чтобы обеспечить запас прочности конструкции. В данной статье приводится "пример" расчета и потому принято округленное значение расчетного сопротивления, соответсвующее марке стали С235 при толщине проката от 40 до 100 мм (2150), деленное на коэффициент надежности по материалу 1.05, так как в начале расчета мы даже приблизительно не знаем ни характера применяемого профиля, ни его толщины. После подбора профиля можно провести уточняющий расчет, если значение расчетного сопротивления для выбранного профиля известно.
Определение расчетного сопротивления для различных видов проката - отдельная большая тема и потому подробности определения расчетного сопротивления в данной статье не приводятся для упрощения подачи материала, хотя сделать примечание в статье на этот счет наверное стоит.
22-02-2013: Михаил
Пытаюсь сделать задание по сопромату, данные так совпали, что гибкость выходит за пределы таблиц ~300, что делать. Не дадите совет? к преподавателю нет возможности обратиться.
22-02-2013: Доктор Лом
При столь большой гибкости колонна или стойка будет не надежной. Следует подобрать профиль с большим радиусом инерции.
24-03-2013: Дмитрий
Вопрос - в расчете навеса указаны размеры колонн 2,5 метра с учетом зарывания в землю или это высота от уровня земли?
24-03-2013: Доктор Лом
От уровня земли. Проблемы фундамента для колонн здесь не обсуждались.
18-06-2013: Евгений
Пришел документ со стадии п. Так там балка шире колонны оба идут из одного ГОСТ-а "Широкополочные". Такое бывает? По моему расчет не верен. Сам еще не считал. Узел примыкания обоих шарнирный не коробчатый, фундамент/колонна жесткий узел. Узел по серии не сделать. Разрабатываю свой, так опорный столик вылазит.
18-06-2013: Доктор Лом
Бывает всякое, а проверить правильность можно только расчетом.
22-06-2013: Евгений Борисович
Спасибо большое.
23-08-2013: Darkhan
здравствуйте подскажите пожалуйста как рассчитать нагрузку на стойки передвижной площадки на колесиках. размеры площадки 1.7х2.2. нагрузка 300 кг
23-08-2013: Доктор Лом
Точно также, как и на статически неподвижные стойки, но с учетом того, что нагрузка может сосредотачиваться на одной из стоек, например когда двое монтируют кондиционер. Кроме того, следует учесть, что площадка может передвигаться с людьми, а это даст не вертикальную, а горизонтальную нагрузку, зависящую от ускорения движения. Ну и так, из личного опыта, вес передвижной площадки должен быть больше, чем вес людей на площадке, чтобы уменьшить риск опрокидывания, ситуации бывают разные.
10-10-2013: Ges
Здравствуйте, Доктор Лом. Подскажите, пожалуйста, как будет выглядеть расчет, если на колонну еще действует сильный ветер, а следовательно добавится поперечная сила, колонну нужно считать как изгибаемый элемент или не так?
11-10-2013: Доктор Лом
Все верно, ветер следует рассматривать как распределенную нагрузку по высоте колонны, при этом расчет следует выполнять по формуле (3.1). Но если к колоннам не крепятся ограждающие конструкции - стены, то такая нагрузка достаточно мала и как правило учитывается коэффициентом надежности работы конструкции, используемым при определении нагрузок.
Например, для Москвы нормативное давление ветра составляет 23 кг/м^2, для определения расчетной ветровой нагрузки это значение следует умножить на коэффицент k, учитывающий высоту конструкции и тип местности. В городской черте при высоте колонны меньше 5 м k = 0.5, тогда ветровая нагрузка составит 11.5 кг/м^2. Для колонн из квадратной профильной трубы 50Х3 мм расчетная ветровая нагрузка составит 11.5х0.05 = 0.575 кг/м.
13-10-2013: Ges
Доктор Лом, Спасибо Вам большое за оперативный ответ. У меня еще вопрос: допустим у меня есть осветительная опора в виде отдельно-стоящего столба, этот столб имеет некоторые отклонения от вертикали, видимо из-за тяжелой площадки наверху. Верно ли я рассуждаю, что формула (3.1) будет вылядеть так:
(N/?F) + (Mв+Mz/Wz) ? Ry, где Mв- момент от ветра (Вы правы, нагрузка от самого столба достаточно мала, но от площадки будет значительна), Мz=N·ez, где ez-величина отлонения от вертикали. Если не так, поправьте пожалуйста.
13-10-2013: Доктор Лом
Все верно, вот только ez - не просто величина отклонения от вертикали, а еще и расстояние от центра тяжести площадки, до центра тяжести столба, если площадка установлена со смещением от центра тяжести столба.
15-10-2013: Ges
Все понятно, еще раз большое спасибо.
22-10-2013: Григорий
трехэтажный дом.балкон на 2 этаже и балкон на 3 этаже.длина 8 метров.бетонная плита 150 мм.плохое крепление балконной плиты и плиты перекрытия дало трещину.хочу подпереть тремя трубами квадрат 100 мм балкон 2 этажа и такими же балкон 3 этажа с опорой на балкон 2 этажа.выдержит труба нагрузку?
22-10-2013: Доктор Лом
Труба, может и выдержит (ширину, а если быть более точным - длину плиты вы не указали), а вот выдержат ли плиты - вопрос. В консольных плитах основное армирование делается в верхней части плиты, подпирая плиты колоннами вы из консольных плит сделаете плиты с шарнирными опорами, для которых расчетная арматура устанавливается в нижней части плиты. И еще кроме колонн может потребоваться балка на колонны.
26-10-2013: Григорий
Спасибо.выход плиты из стены 1.5 метра.1.5*9*0.15*2.5=5.0625 т. на плите балкона 2 этажа колонны для плиты балкона 3 этажа.расчет незначительно отличается от вашего примера.трубу 100*100*4 залью бетоном.три опоры от первого этажа и три от второго.наверное опоры не будут воспринимать весь вес,если не домкратить плиту .плотно подпереть для уменьшения нагрузки на стык плиты балкона с плитой перекрытия. Спасибо за ответ
10-11-2013: слава
Здравствуйте, Доктор Лом. Подскажите пожалуйста как вы расчитывали Мz и Еz для данной конструкции ( откуда получилось Еz=2.5 и чему равен Мz)Ps:если нетрудно развернуто пожайлуста
10-11-2013: Доктор Лом
В данном случае значение эксцентриситета еz принималось максимально возможным при выбранной схеме закрепления, 2.5 см - это расстояние от центра тяжести сечения до края сечения (см рис. 2). Вообще и колонна и опирающаяся на нее балка будут деформироваться и значение эксцентриситета приложения нагрузки - опорной реакции балки - будет меньше. Более подробно эти процессы описаны в статьях "Расчет опорного участка балки на смятие" и "Расчет опорной площадки стены на смятие". Однако более точное определение значения эксцентриситета требует более долгих и более сложных расчетов.
Так как сосредоточенная нагрузка на колонну передается не по центру тяжести сечений, а с эксцентриситетом, то в рассматриваемых поперечных сечениях будет действовать не только продольная сила, но и изгибающий момент М = еN (равный продольной силе, умноженной на плечо действия силы, а в данном случае эксцентриситет).
Подробнее вроде некуда.
10-11-2013: слава
Большое спасибо!
10-11-2013: слава
Скажите пожалуйста коэффициент гибкости можно взять и 60 и 180 для колонны навеса он не упадет, а фактически на что это повлияет? при 180 будет больше шататься? при всех одинаковых параметрах, считал и 60 и 130 и 180. Что является критерием выбора?
10-11-2013: Доктор Лом
Коэффициент гибкости является неизвестной величиной только на начальной стадии расчетов. После того, как подобран удовлетворяющий условиям профиль, по сортаменту можно определить значение радиуса инерции, а значит и более точное значение коэффициента гибкости. Но в общем, чтобы было понятнее, чем больше значение коэффициента гибкости, тем меньше значение коэффициента прогиба и соответственно меньше несущая способность. Например, колонна из трубы 50х50х2 мм с расчетной длиной 1 м будет иметь большую несущую способность, чем колонна из такой же трубы с расчетной длиной 3 м, такая же ситуация и при изменении радиуса инерции. А суть профессионального расчета сводится к тому, чтобы подобрать наиболее эконичное сечение. В рассмотренном примере колонна из трубы 70х70х2 имеет более чем двукратный запас по прочности, а для трубы 50х50х2 запас по прочности при всех прочих равных условиях уже составляет несколько процентов.
19-11-2013: lo-master
По расчетам получается, что навес для машины можно поставить на 10 колоннах из профиля 40х40 высотой около 2м. И это при суммарной нагрузке 6 тонн (кровля + снеговая)! Как на Ваш взгляд профессионала, не хлипковата ли конструкция?
19-11-2013: Доктор Лом
Если по расчетам получается, то вопросов нет, вот только все ли учтено при расчетах? Как показывает практика, невозможно учесть все, включая возможные просадки фундамента колонн, горизонтальные статические и динамические нагрузки от людей и автомобилей и т.д., а потому, чем больше профиль, тем надежнее будет вся конструкция. Конечно, рассчитывать колонны на лобовой удар автомобилем на скорости 90 км/ч не имеет смысла, но как минимум двойной-тройной запас по прочности никогда не помешает.
27-03-2014: Наталья
добрый день! подскажите пожалуйста, если у нас стойка Г-образной формы, на стойку действует ветровая нагрузка, а на конце Г-образной стойки сосредоточенная нагрузка, как подобрать сечение? Спасибо
27-03-2014: Доктор Лом
Выполнить расчет на суммарное действие ветровой нагрузки и нагрузки, приложенной с эксцентриситетом, если по времени действия нагрузки будут совпадать.
02-04-2014: Нуржан
Здравствуйте, Доктор Лом! Эксцентриситет 2,5 см, как я понял - наихудший и вы нашли просто поделив 5 см (это ширина принятого сечения)пополам? Соответственно, если у меня получилась квадратная труба 120*120 мм, то наихудший эксцентриситет у меня будет 6 см?
02-04-2014: Доктор Лом
Да.
30-04-2014: Зара
Здравствуйте. Подскажите как взять нагрузку на колонну от фермы, если ферма крепиться с боку.
30-04-2014: Доктор Лом
Как правило крепление фермы сбоку к колонне обеспечивает жесткий узел сопряжения, т.е. и колонна и ферма рассчитываются как часть рамы.
Шарнирное закрепление фермы сбоку колонны не целесообразно, так как приводит к перерасходу материалов.
02-05-2014: Владимир
Здравствуйте д-р Лом!Решил построить навес для машины из поликарбоната на участке 7,0 м на 11.0 м. И завис в определении сечений балки и стойки.И так и эдак. Не уверен что правильно рассуждаю?! Балка из двутавра 12, опирается на 2 стойки 100х100х4, под сварку.Шаг стоек по длинной стороне составляет 2,05 м по центрам стоек. На концах получается консоль по 0,75 м. Есть участок где придется под стойки заводить еще балку на которую будут опираться несущие балки. Тут уже рама получается. И вот вопрос? Хочу попробовать сам рассчитать. Опасаюсь, что двутавр погнется в середине. Живу в Ставрополе. Вроде бы ветра и снега, но бывает навалит со скоростью до 16 м/с.С какой стороны взяться за это дело.Подскажите пож.
02-05-2014: Доктор Лом
Посмотрите разделы "Расчет арочного навеса", "Расчет конструкций кровли", там много полезных статей.
09-06-2014: Юлия Анатольевна
а есть пример расчета колонны с учетом крепления стен (из профлиста) и ветровой нагрузки. всё время путаюсь в расчетах с ветровой нагрузкой - как правильно рассчитывать на одну колонну. заранее спасибо!
10-06-2014: Доктор Лом
На моем сайте пока нет. Впрочем и в расчетах ничего сложного нет, стены будут давать дополнительную продольную нагрузку с соответствующим эксцентриситетом, а ветровая нагрузка - это дополнительная поперечная нагрузка, т.е. колонна рассматривается как балка с соответствующим закреплением.
25-07-2014: Ярослав
Разбираюсь в примере расчёта металлической центрально-сжатой колонны. Вопросы следующие:
1. в разделах 2.3 и 2.5.2 расчёт радиуса инерции производится поо формуле 1.5, но без извлечения квадратного корня. Почему?
2. В пункте 2.6 в вычисление коэффициента а затесался момент сопротивления, а в оригинальной формуле под таблицей его нет ( а = N/(?FRy?c) )
3. Yc = 1.1 - коэффициент условий работы, для сплошных балок и колонн. В нашем случае профильная труба - пустотелая. Это считается сплошной колонной?
Спасибо за ответы и за сайт.
С удовольствием читаю и разбираюсь. Постигаю то,что недоучил в институте :)
26-07-2014: Доктор Лом
1. В п.2.3 и 2.5.2 определяется минимально допустимое значение радиуса инерции на основе формулы (1.3), а не (1.5), поэтому без корня. Формула 1.5 используется для определения радиуса инерции имеющегося сечения, но в данном случае в таком определении нет необходимости, так как в соответствующих таблицах значения радиусов инерции приводятся.
2. Все верно, в п.2.6 была допущена ошибка, вместо площади использовалось значение момента сопротивления, исправил, спасибо за внимательность.
3. Да, колонна из профильной трубы считается сплошной, а если бы колонна изготавливалась из, например, 4 профильных труб с соответствующими диагональными связями (такие колонны часто используются в промышленных зданиях), то такая колонна считалась бы сквозной.
10-09-2014: Саша
Добрый день, помогите пожалуйста разобраться с подбором сечения металлической колонны.
Высота колонны 6м
Коэф. мю= 2 в направлении момента
КоэФ. мю=1 из плоскости
Нагрузка N=3.83т
Действует еще ветровая нагрузка q=0.136т/м
Как определить моменты?
10-09-2014: Доктор Лом
Момент от нагрузки (продольной силы) будет зависеть от эксцентриситета в рассматриваемой плоскости. Если колонна центрально сжатая в обеих плоскостях, то и момента от продольной силы не будет.
Момент от ветровой нагрузки будет зависеть от плоскости приложения. Если ветровая нагрузка действует в "плоскости момента", то в этой плоскости колонна рассматривается как консольная балка, соответственно максимальный момент будет на опоре. Если ветровая нагрузка действует "из плоскости", то колонна рассматривается как балка на шарнирных опорах, соответственно максимальный момент будет посредине колонны.
16-09-2014: Александр
Уважаемый Д-р Лом,помогите, правильно ли я подобрал сечение трубы 80х80х4 для
нагрузка 4,5т
высота колонны 3м.
и еще просьба поискал на вашем сайте но не нашел. как рассчитать ферму перекрытия их профильной трубы. я хочу сделать дом-гараж 8х10х6, низ3м гараж из профильной трубы с шагом колонн 5 на 2,6м со вторым этажом из деревянного каркаса.
17-09-2014: Доктор Лом
Это зависит от коэффициента ?. Для ваших условий я его не знаю, а потому и ничего конкретного сказать не могу. По поводу расчета ферм есть ряд статей, смотрите раздел "Расчет конструкций кровли".
05-11-2014: Дмитрий
Здравствуйте
В новом СНИП СП 16 есть формула 105, у вас 3.1. Они описывают одно явление? Мне для себя разобраться.
Если можно, кратко объясните почему в формуле 105 нет фи?
05-11-2014: Доктор Лом
Указанная вами формула 105 используется при расчетах на прочность. Между тем в данной статье ведется речь о расчете на устойчивость (почему, достаточно подробно изложено в начале статьи). Поэтому при расчете на устойчивость вам следует использовать формулы, начиная с 109.
06-11-2014: Дмитрий
Спасибо.
Я правильно понимаю, что колонна в общем случае разрушится скорей всего из-за потери устойчивости и общая формула (без кручения)будет такая.
N/(?*A)+Mmax(x)/Wplx+Mmax(y)/Wply<=Ry
Wpl пластические моменты =2*S'
S' момент полусечения.
Mmax - максимальный момент (кто-то рассчитал неважно).
Мне просто нужен общий случай когда произойдет разрушение.
Пытаюсь решить обратную задачу колонна, уже рассчитана, подобрана и стоит, надо определить уровень использования по несущей способности.
06-11-2014: Дмитрий
Извините
формулу неправильно написал
N/(?*A*Ry)+Mmax(x)/Wpl(x)+Mmax(y)/Wpl(y)<=1
06-11-2014: Доктор Лом
Вообще-то в СНиП II-23-81* пластические моменты сопротивления не упоминаются и для надежности расчетов я бы использовал просто моменты сопротивления. И еще, значения моментов принимаются не максимальными, а соответствующими рассматриваемому сечению. Таким образом рассматривается сечение, в котором сочетание изгибающих моментов и значения продольной силы является наиболее неблагоприятным. Где-то так.
06-11-2014: Дмитрий
Здравствуйте.
Если не по СНиП, а по жизни.
Нужен совет.
Наверно не надо добавлять к списку комментариев.
Просьба ответить по электронке, если есть возможность.
СНиПа у нас нет, ближайщий Еврокод 3, в Еврокоде 3 пластические моменты есть.
Пример.
Есть какая-то колонна, она нагружена, кто-то посчитал по СНИП, что будет работать, как он считал неважно, наверно с запасом предусмотренным СНиПом.
Начался пожар, колонна нагрелась, когда достигнет определенной температуры, напряжения сравняются с расчетным сопротивлением металла, колонна разрушается.
Расчетное сопротивление металла снижается при повышении температуры. Коэффициент снижения известен и экспериментально определен.
Данных по расчету коэффициентов СНИП нет, расчет можно восстановить, но нецелесообразно.
Будет ли расчет по этой формуле с фи приемлем.
Раньше Я использовал упругие моменты, но коэффициент запаса маленький, температура получается низкая, огнезащита невозможна. Сейчас добавил пластические моменты сопротивления
Выглядит все это так http://sourceforge.net/projects/rx3/.
Занимаюсь этим в качестве хобби для себя.
06-11-2014: Доктор Лом
Если не по СНиП, а по жизни, то металлоконструкции при пожарах корежит не по-детски. И дело даже не в уменьшении расчетного сопротивления при нагреве, а в неравномерности этого нагрева. Соответственно в результате температурных деформаций эксцентриситеты могут значительно превышать принимаемое при расчетах значение.
А любая огнезащита металлоконструкций - это только вопрос времени. Тем не менее, если учесть, что в качестве расчетного сопротивления принимается нижняя граница предела текучести, а дополнительные нагрузки, возникающие при пожаре, можно отнести к кратковременным, то вы можете использовать при расчетах пластические моменты сопротивления. Но значение коэффициента надежности по нагрузке я бы увеличил (просто я пессимист и перестраховщик, запас по прочности или устойчивости в 1.5 раза для меня не запас).
По электронке ответить не могу, у меня с этим типа проблемы.
06-11-2014: Дмитрий
Понял
Спасибо.
Формула правильная
Вставлю фи, где есть колонны, хуже не будет.
Вместо коэффициента надежности по нагрузке, у меня там есть коэффициент надежности по металлу, можно вводить любой выше 1.
В принципе наверно то же самое только с боку.
Еще раз спасибо.
24-11-2014: Алексей
Добрый день. подскажите пожалуйста. Строим с семьей себе дом из металлического каркаса с последующей обшивкой. колонны по периметру и центру из двутавра марка 14У высотой 3 метра. Кто может подсказать какую максимальную нагрузку выдержат эти колонны ? у самого посчитать не получается, а очень надо, (дом 2 этажа + мансарда) боюсь чтоб не повело колонные на 1 этаже под нагрузкой после обшивки
12-12-2014: Kymbat
Здравствуйте. Существует не большой помещение, в котором размещены жб колонны сечением 300х300 мм, пролетом 12 м и шагом по 6 м. И на них опирается скатная жб балка. Высота до балки всего 4.3 м. Теперь надо туда установить подвесные краны Q=5 т и Q=3 т. Пришли к такому мнению, что колонны не выдержат и нужно между этими колоннами, установить новые металлические колоны на которые и будут устанавливаться подвесные краны. Подскажите пожалуйста, как правильно подобрать и рассчитать колонны? Как определить нагрузку? Это надо считать как раму?
12-12-2014: Kymbat
Я вот писала Вам пару часов назад. Тут немного изменения получаются. Однопролетное будет на 12м и шагом также 6м. Получается внецентренно-сжатые колонны будут. И высота колонн всего 2м. Потому что + сверху кран, подкрановая балка будет 2,2м где то. А там высота всего 4,3м
12-12-2014: Доктор Лом
Для того, чтобы была рама, необходимое соответствующее сопряжение подкрановой балки с колоннами. Скорее у вас будут колонны с шарнирным закреплением вверху (хотя не факт да и опять же по плоскостям смотреть надо) и жестким защемлением внизу. Для того, чтобы нагрузка на колонны передавалась максимально близко к центру сечения на подкрановой балке (или подкрановых балках) делаются соответствующие торцы. Колонны следует рассчитывать на максимально неблагоприятное сочетание нагрузок, т.е. когда оба крана будут возле одной из колонн (ну или как там у вас получается).
30-01-2015: Владислав
Здравствуйте!
У нас колонны цокольного этажа 108 х 4 мм, жестко закреплены сверху и снизу, высота 2.7м.
На каждую придется до 10-15 тонн.
Выдержат ли?
Спасибо,
Владислав
02-02-2015: Доктор Лом
Во-первых, я расчетами не занимаюсь, много раз уже говорил. А во-вторых, это сечение чего 108х4мм?
11-02-2015: Дмитрий
Всё очень понятно. Спасибо.
24-03-2015: Евгений
Доброго времени суток! Подскажите, может я чего не так понял,но:
если в
(N/?F) + (Mz/Wz) ? Ry
момент равняется
Мz=N·ez
в котором N-это нагрузка на колонну, то почему в последующих расчетах вместо N стоит площадь сечения элемента (3.74)?
Заранее благодарен!
24-03-2015: Доктор Лом
Посмотрите статью "Основы сопромата. Расчетные формулы". Там достаточно подробно объясняется, почему при действии изгибающего момента необходимо знать момент сопротивления, а при действии продольной силы, приложенной по центру рассматриваемого сечения, достаточно знать площадь сечения.
16-04-2015: Руслан
Здравствуйте! Самостоятельно делаем реконструкцию существующего здания, познания в сопромате очень скромные... Для колонны высотой 3,2 метра с сосредоточенной нагрузкой 4440 кг (колонна воспринимает нагрузку от перекрытия второго этажа) с расчетным значением гибкости - 70, у меня получился радиус энерции 4,57 см. При подборе сечения швеллера для колонны учитывается радиус энерции по оси y? При использовании в колоннах сдвоенного швеллера табличный радиус энерции умножается на 2? Что лучше использовать для колонн? Заранее спасибо!!!
16-04-2015: Доктор Лом
Да, относительно оси у и в любом случае наименьшее значение из имеющихся в таблице. Если вы будете использовать два швеллера для колонны, то вам сначала следует определить момент инерции составного сечения (пример можно посмотреть в статье "Расчет прочности потолочного профиля для гипсокартона"), а затем уже по формуле определить радиус инерции. Если составное сечение будет [], то радиус инерции такого сечения будет больше сечения ][ и в любом случае увеличится больше, чем в 2 раза.
17-04-2015: Руслан
Большое спасибо!!!!
16-05-2015: Наталья
Доброе утро,уважаемый Доктор! Вопрос немного не по теме! Существует ограждение протяженностью полкилометра, высотой 2 метра, металлическое (по несущим металлическим стойкам металлические прогоны и кованая декоративная решетка) Заказчик хочет обшить все секции ограждения поликарбонатом, из-за чего увеличится нагрузка на стойки (ветер), а они и так уже под наклоном. Демонтировать и ставить новое ограждение нельзя,нужно что-то делать с существующим. Как можно выровнять и усилить существующее ограждение,без его демонтажа? Заранее большое спасибо!
16-05-2015: Доктор Лом
Выровнять в принципе не сложно. Достаточно приложить соответствующую горизонтальную нагрузку к верху стоек, на практике это может быть некая монтажная распорка - подкос. А вот метод усиления фундамента зависит от того, какой именно фундамент у стоек, какое покрытие грунта по обе стороны ограждения, ну и от предъявляемых к ограждению эстетических требований.
16-05-2015: наталья
фундамент типа свайного, но мелкозаглубленный! По эстетике никаких требований не предъявлялось.
Можно ли усилить с помощью доэполнительного
бетонирования? Если да, то надо каждую стойку или возможно с каким то определенным шагом ? Надо ли заглублять до глубины промерзания и армировать? Или лучше сделать подкосы к стойкам? С каким шагом,не к каждой же? С двух сторон или будет достаточно с одной внутренней? или возможен еще какой вариант? Заранее спасибо.
16-05-2015: Доктор Лом
Вы сами перечислили множество возможных вариантов, а какой из них наиболее оптимальный, решать вам. Здесь же скажу, что ваши стойки при действии ветровой нагрузки можно рассматривать еще и как консольную балку. Соответственно поперечная сила, действующая на опоре балки, это и будет давление на грунт, только не вертикальное, а горизонтальное. Таким образом важна не только глубина фундамента но и ширина для уменьшения давления на грунт. Заглубление до уровня промерзания желательно, но не обязательно.
Если использовать подкосы (или другую систему укрепления стоек), то их также придется каким-то образом опирать на грунт.
Теоретически можно усиливать не каждую стойку, а через одну или даже через две, так как стойки между собой связаны прогонами, но при этом и расчетные нагрузки на усиливаемую стойку следует увеличить.
В общем, при вашем объеме работ имеет смысл сначала тщательно просчитать все варианты.
17-05-2015: Наталья
Спасибо большое за совет! А у Вас на сайте случайно нет похожих расчетов?
17-05-2015: Доктор Лом
Пока нет. Возможно в будущем появятся.
17-05-2015: Наталья
и еще один маленький вопросик. На мой взгляд армирование здесь не нужно. Или я ошибаюсь?
17-05-2015: Доктор Лом
Если так, на глаз, то вроде и не надо. А там расчет покажет.
22-05-2015: Александр
я, к сожалению, не инженер......подскажите пожалуйста. делаю навес для авто размером 6 на 7, или 7.5.
навес хочу поставить на 6 опорных труб диаметром 89 мм. при этом, а трубы закопать в землю на 1 м. Высота выпуска трубы над землей (по стороне 6 м) 2.5 м, с другой стороны 2 м., перемычки деревянные. выдержит ли нагрузку такая конструкцию? спасибо
23-05-2015: Доктор Лом
Я ваших нагрузок, в частности снеговых, не знаю. Если они у вас не превышают, приведенных в статье примере, то колонны нагрузку должны выдержать еще и с запасом. Ну а стропильную систему нужно рассчитывать. Можете посмотреть статью "Пример расчета стропил и обрешетки"
27-05-2015: Евгений
А если здание двухэтажное? на колонну еще действует перекрытие первого этажа? и как определяется конкретно нагрузка на одну колонну? общая делится на количество колонн?
27-05-2015: Доктор Лом
Если здание двухэтажное, то на колонны первого этажа конечно же будет действовать большая нагрузка, чем на колонны второго этажа. Кроме веса перекрытия это может быть и вес стен (в зависимости от конструкции здания).
А нагрузка на колонны зависит от принятой расчетной схемы здания. Например, если на колонны в одном ряду опирается одна неразрезная балка, то нагрузки на колонны будут равны опорным реакциям такой многопролетной балки.
29-05-2015: Алексей
Здравствуйте! Большое спасибо за столь подробное описание различного рода конструкций!
У меня возник следующий вопрос: как рассчитать нагрузку которую выдержит опора из профильной трубы если её полость залить бетоном? Заранее спасибо за ответ!
29-05-2015: Доктор Лом
На подобные вопросы я уже отвечал неоднократно. При сечении трубы менее 8х8см учитывать увеличение несущей способности колонны из профильной трубы с дополнительным бетонированием не имеет смысла, так как при таком сечении трудно обеспечить надлежащее уплотнение бетона. При большем сечении и при обеспечении надлежащего уплотнения бетонной смеси прочность колонны будет складываться из прочности профильной трубы и прочности бетонного заполнителя. Пример расчета бетонной колонны вы можете посмотреть в соответствующей статье.
30-05-2015: Алексей
Большое спасибо, что ответили еще раз на вопрос невнимательного посетителя вашего сайта! Видимо упустил эту информацию среди множества вопросов и ответов, иначе не стал бы и спрашивать.
30-05-2015: Доктор Лом
Ничего страшного, возможно я отвечал на подобный вопрос в комментариях не к этой статье. А структурировать весь объем комментариев по темам у меня времени не хватает.
11-06-2015: Богдан
Очень познавательный и полезный сайт! Спасибо за информацию, пользуюсь с удовольствием! Ситуация: в качестве стоек (колон) под навес (8х6)м планируют использовать "перфорированный швелер", который до этого использовался в качестве стоек многоуровневых стеллажных систем в складе. Колона собирается из двух стоек, соединяемых между собой в короб болтами, в местах крепления "бывших" поперечных связей.
Вопросы: 1. Влияние перфорации на прочность?
2. Площадь поперечного сечения?
3. Возможно ли в принципе и как правильно рассчитать "получаемую" колону?
Спасибо!
11-06-2015: Доктор Лом
Конечно же перфорация уменьшает площадь поперечного сечения и соответственно прочность и устойчивость.
Тем не менее в итоге вы получаете что-то типа колонны сквозного сечения. Расчетной площадью одной ветви колонны будет площадь сечения профиля минус площадь отверстия. А с радиусом инерции все несколько сложнее и будет зависеть от характера перфорации. С одной стороны радиус инерции следует определять как некое среднее значение для сплошной и перфорированной части сечения. С другой стороны любые отверстия - это повышенная концентрация напряжений и для надежности проще определить радиус инерции сечения только для перфорированной части, а сплошное сечение рассматривать как связи, необходимые для устойчивости миниколонн. А дальше останется проверить устойчивость одной ветви колонны, при этом расчетная длина будет равна расстоянию между болтами, и общую устойчивость колонны из двух ветвей.
Примерно так.
23-06-2015: Домосед
Здравствуйте, доктор. У Вас очень полезный сайт, но к сожалению ничего не нашел по проектированию заборов. А если точнее, то ситуация такова. Надо рассчитать металлические стойки и перемычки для забора из профнастила и забора из советского семиволнового шифера.
Вы не могли бы посвятить статью данной теме или ответить по электронке: rukzak125<собака>rambler<точка>ru
24-06-2015: Валентина
Добрый день! В таблице 19 снипа стальные конструкции коэффициент а относится только к значению 60? К примеру 180-60а. Спасибо!
24-06-2015: Доктор Лом
Да, только к значению 60.
24-06-2015: Доктор Лом
Домосед
Да, статей, посвященных именно расчету забора, пока нет и в ближайшем будущем не предвидится. Тем не менее расчет стоек для забора ни чем не отличается от расчета колонн, а расчет перемычек - от расчета балок с соответствующим закреплением на опорах. А вот расчет фундамента для стоек - это отдельная тема.
19-07-2015: Грек
скажите профильная труба 100*100 стенка 4мм h-2.5м
5*5 конструкция по периметру 8 колон 100*100 стенка 4мм h-2.5! но хочу поднять с такой же конструкции 2й этаж с крышей интересует момент в центре конструкции стоит ставить еще одну колонну??
будет вам помощь проекту вашему помогите мне рассчитать метало конструкцию 4.7*4.4 метало каркас
20-07-2015: Доктор Лом
Тут все будет зависеть от нагрузок, может и 2 этажа сверху спокойно поместятся. А пугать меня помощью проекту не нужно, из последнего миллиона посетителей еще никто не помог, так что эта фишка внизу сайта больше для статистики, я и так всем помогаю в меру своих сил и возможностей.
30-07-2015: Ммксим
Подскажите какова максимальная горизонтальная нугрузка на 400 трубу стенка 10
30-07-2015: Доктор Лом
2, максимум 2.3.
13-10-2015: Анатолий
Скажите пожалуйста как расчитать предельно допустимую продольную нагрузку на уголок 75х75х5 забетонированной в нижнем окончании!? Длина уголка 3 м. Формула какая!?
13-10-2015: Доктор Лом
Термин "предельно допустимая нагрузка" не совсем верный, как правило в таких случаях речь идет о критической нагрузке или критической силе. Посмотрите статью "К расчету гибких стержней на действие сжимающей внецентренной нагрузки". Но сразу предупреждаю, в статье приводятся две формулы для определения критической силы, моя и Эйлера.
20-10-2015: Максим
Здравствуйте. Возник вопрос по поводу колонны из металлической трубы, выдержит ли она. Мы купили 2х этажный домик 6 на 9 метров с подвалом – перекрытия каждого этажа сделаны из бетонных плит. Так вот в месте, где проходит межэтажная лестница, получается, что плита перекрытия 2го этажа и плита перекрытия 1го этажа лежат плите перекрытия подвала. Получается как бы, что потолок подвала, держит 2 плиты перекрытия. У нас есть в наличии металлические трубы 11см в диаметре – толщиной 0.5см. Можно ли их забетонировать в землю, для того чтобы они поддерживали плиту, и она вдруг не переломилась? Выдержат ли они? Как вариант можно забетонировать 2 трубы и сверху на них положить швейлер, он как раз 12-14 см шириной. Можете что-то посоветовать?
20-10-2015: Максим
комментарий мой почему то не добавился? или он не сразу появляется?
21-10-2015: Доктор Лом
Комментарий появляется не сразу, а по мере того, как я до него доберусь. В вашем случае я не совсем понял, как именно плиты двух вышележащих этажей опираются на плиту подвала, тем не менее любое усиление конструкций я приветствую. Рассчитать несущую способность вашей трубы или труб вы можете так же как это сделано в статье. А при бетонировании следует учесть, что возможная нагрузка от плит будет передаваться новому фундаменту и потому площадь его должна быть как можно больше.
22-10-2015: Максим
Доктор Лом ну вот смотрите. Дом перекрыт плитами 6м длинной и 1.2 шириной, но в месте расположения лестницы плиты укорочены до 4м. Получается, что один край плит опирается на наружную несущую стену, а другой край этих плит опирается на внутреннюю перегородку, и так 2 этажа. А в подвале нет лестницы с дома, вход идет с улицы. Потому подвал полностью перекрыт 6ти метровыми плитами. Т.о. получается, на середину подвальной плиты приходится нагрузка плит 2х этажей. Все бы нечего, но на плите появилась трещина (или она была ранее я просто не обращал внимание – дому лет 20 и мы в нем живем уже 3й год), вот и решил, как то подстраховаться, поставив колонну под серединкой плиты или даже две. Я так понимаю, плита весит 2-3 тонны, их 2 значит нагрузка от них 4-5т. Плюс к этому вес перегородок ну скажем в тонну. Получается, на середину подвальной плиты, условно говоря, давит 5т (если я посчитал правильно). Я конечно понимаю раз дом простоял 20 лет то и дальше будет стоять, но в этом году занялся в плотную ремонтом дома – он в не очень хорошем состоянии и вот дошли руки до подвала. Есть трубы 11см в диаметре и толщиной 0.5см – можно ли ими (одной или двумя, а сверху швейлер) подпереть эту плиту? Выдержит ли они такой вес? Есть ли в этом смысл? Я просто не совсем понял как именно применить формулы(
22-10-2015: Доктор Лом
Появление трещины само по себе еще ни о чем ни говорит, другой вопрос - какова ширина раскрытия трещины. Тем не менее трещина свидетельствует о большой нагрузке на плиту и усиление этой плите не помешает.
Теперь поговорим об усилении. Сбор нагрузок - отдельная задача, я не знаю, как у вас сделана лестница и из какого материала перегородки, так что в итоге нагрузка на плиту может быть и больше, а может и меньше. Теперь о трубах. Конструктивно более правильно установить две трубы, а на них швеллер. Критическую нагрузку для вашей трубы вы можете определить по формуле (449.11) из статьи "К расчету гибких стержней на действие сжимающей внецентренной нагрузки" (так оно быстрее будет). Но при этом вам все равно нужно знать момент инерции сечения трубы, определить его вы можете воспользовавшись формулами из статьи "Момент инерции и момент сопротивления", таблица 1.
И не забывайте, что всю эту нагрузку вы собираетесь передавать на основание, а значит и площадь фундамента должна быть соответствующей.
23-10-2015: Максим
Не совсем понял, как определить момент инерции сечения трубы? Дело в том что подставив ваши приведенные данные трубы 100х100х4мм у меня не получилось значений указанных вами в статье. (Момент инерции такой трубы составляет I = 225.1 см4, а радиус инерции i = 3.88 см, площадь сечения F = 14.95 см2. )
Если взять формулы для расчета Тонкостенной трубы то у меня вышло для указанного вами примера I=0,3927*1000*0,4=157,08 ### i=0.353*10=3.53 ### F=3.14*10*0.4=12.56 ### Что я не так делаю? Почему мои расчеты не совпадают с вашим примером? Если взять формулы для Трубы, то так же не совпадает… Подскажите в чем ошибка?
23-10-2015: Доктор Лом
Ошибка в том, что не нужно сравнивать момент инерции круглой и профилированной трубы. Для профилированной трубы все необходимые параметры можно сразу определить по сортаменту. Для круглой по указанным формулам. Причем формулы для тонкостенной трубы не совсем точные и погрешность тем больше, чем больше толщина стенки трубы. Более правильно пользоваться формулами для обычной трубы.
23-10-2015: Максим
Ясно, но вроде бы теперь немного разобрался. При моих данных D=11см ,d=10см, l=270см. Получается F=16.49 I=227.82 i=3.72 W=41.42, а также Е=200000 Мпа. Согласно 1й формулы 2*E*I/l*l имеем 1250, согласно второй п*п*E*I/2*l*l имеем 3084. Получается что моя труба выдержит нагрузку от 1200 до 3000 кг? А на какой результат все же следует ориентироваться? Если на 1й то всего 1 тонна, маловата( А если 2 трубы то результат удвоится? И еще может мне середину трубы заполнить батоном? Не подскажите на сколько это станет эффективнее?
23-10-2015: Доктор Лом
Вообще-то 3 тонны более вероятный результат (просто я перестраховщик по натуре), но при этом не мешает проверить несущую способность трубы по сниповской методике.
Если 2 трубы, то несущая способность конечно же удвоится. Само по себе бетонирование трубы будет малоэффективным. А вот если вы как-то свяжете колонны с плитой, то получите другое значение коэффициента ?, а значит и несущая способность увеличится в 2.85 раза.
23-10-2015: Максим
А по сниповской методике это как? ? = ?l/i ? 145 Дальше я так понимаю N = ?FR, F=16.49 из моих расчетов, R=2000,а ? как определить? И еще вопрос в тему, а как можно закрепить колонну к плите? Я просто не строитель и не в курсе этих дел. А разве когда плита давит на колонну она т.о. не закреплена? Или надо к примеру просверлить дырки в плите и в них вставить металлические стержни и приварить к колонне? Вы не посоветуете что-либо? И еще если вдруг на вскидку примерно знаете - каков размер примерно должен быть заливки фундамента под такую опору? Ну, если не сможете сказать на вскидку - ничего страшного - будем думать...
23-10-2015: Доктор Лом
Выше на этой странице есть таблица 2, по ней, зная ?, можно определить коэффициент продольного изгиба ?. По поводу опорных связей - это отдельная большая тема, которую я не готов обсуждать в формате комментариев. Скажу лишь, что сила трения, возникающая при опирании плиты на колонну, далеко не всегда может рассматриваться как классическое шарнирное опирание. Предложенный вами способ крепления значительно ближе к шарнирному опиранию на верхней опоре колонны.
По поводу площади фундамента - это в значительной мере будет зависеть от прочностных характеристик грунта. В худшем случае, если вам необходимо обеспечить давление на грунт в пределах 1 кг/см^2, то при нагрузке 5000 кг площадь фундамента должна составлять не менее 5000 см^2.
24-10-2015: Максим
Получается, если учесть, что ? ? 145, тогда получается ? ? 352. В результате имеем, что максимально допустимая нормальная сила = 11616 кг.
А что это нам дает? Мне что-то не верится, что такая небольшая труба может выдержать 11т, ну или хотя бы даже 3т. Хотя я и не строитель, Но на вскидку если - то не могу себе представить как эта труба удержит на себе 3т грузовик... Или я себе что-то не так представляю?
Поясните пожалуйста в чем отличие максимально допустимой нормальной силы и критической нагрузки?
24-10-2015: Доктор Лом
Разница - в методах определения. При определении критической нагрузки используется модуль упругости. При определении максимально допустимой нормальной силы - расчетное сопротивление. И чем больше гибкость элемента, тем больше набегает разница из-за того, что предсказать поведение такого элемента очень трудно. Например в вашем случае следует проверить, допустимо ли такое значение ? по таблице 19.
Кроме всего прочего, мы вели речь о центрально приложенной нагрузке, в реальности нагрузка может быть приложена с эксцентриситетом и достаточно большим, что значительно снижает несущую способность элемента.
А при соответствующем закреплении и приложении нагрузки ваша труба и 15 тонн выдержит.
24-10-2015: Максим
Ясно, спасибо вам огромное. Тогда завтра наверное начну установку этих труб. Во всяком случае хуже от этого не будет уж точно. И последний вопрос, если позволите. Фундамент под колонну 0.5м2 надо, а глубина? 20-30 см?
24-10-2015: Доктор Лом
Вам нужно создать на нижней опоре трубы защемление, поэтому чем глубже будет заделана труба в фундамент, тем лучше.
25-10-2015: Максим
Спасибо!
04-11-2015: Владимир
У Вас в формуле F = N/Ry
и в расчете F = 3000/(0.425·2050) = 3.44 см2
Ry/2050 - это ведь не в кг.см2, а в кгс (кГ),
а вот 3000 - это чистые кг,
нет ли в результате ошибки на порядок ?
Действительно, несколько тонн поставить (хоть как центруй) на профиль 50х50х2 - не выдержит труба.
05-11-2015: Доктор Лом
Расчетное сопротивление Ry измеряется или в кг/см^2 или в Паскалях. Поэтому когда мы делим нормальную силу N на Ry, то в итоге получаем требуемую площадь в см^2.
А насчет "выдержит - не выдержит", это зависит от множества факторов, достаточно подробно расписанных в статье.
07-11-2015: Владимир
Спасибо за ответ, Доктор, - разобрался, вроде: использование единиц измерения кгс тем и удобно, что числовые значения (силы) веса N в кгс и массы составляющих нагрузку элементов (навеса, снега и пр.) в кг - равны по определению (единицы кгс). Поэтому, что кгс/кгс*см^-2, что кг/кгс*см^-2 - числовое значение результата см^2 одно и то же.
08-11-2015: Олег
Освежил память, спасибо. Но поразило то ,что вы приравняли кг и кгс. Извините но это разные вещи.
08-11-2015: Доктор Лом
Раз уж вы так тонко чувствуете разницу между кг и кгс, то потрудитесь объяснить, в чем она состоит при определении нагрузки?
18-11-2015: Елена
Здравствуйте! Очень полезный сайт . А как рассчитать нагрузку на колонны от стеновых сэндвич панелей? Правильно ли будет суммировать боковую нагрузку от панелей и нагруку на крышу на колонну или здесь другой рассчет?
18-11-2015: Доктор Лом
Тут все будет зависеть от вида крепления стеновых панелей и способа передачи нагрузки от кровли на колонны. Как правило нагрузка от стеновых панелей рассматривается, как равномерно распределенная по длине колонны, к тому же приложенная с эксцентриситетом. Да и ветровую нагрузку при этом учитывать также необходимо. Так что просто суммировать нагрузку будет не правильно, но в принципе допустимо, если повышенный запас прочности вас не беспокоит.
06-04-2016: Ваня
Подскажите пожалуйста достаточно ли будет 4-ех опор в виде профильной трубы 40*60 толщина стенки 2 мм. для постройки досчатого строения 3000*4000 мм.Высота передней стенки 2200мм-задней-2000мм.Материал крыши-шифер.Материал стен-доска.
06-04-2016: Сергей Лебедев
Затруднился в расчетах при расчете навеса 9 м*12 м высотой 4,5 м.Стойки(опорные столбы) планирую установить из трубы Ф89 толщина стенки 7 мм ,2м забетонировав в грунт а 4,5м выше отметки 0.На данные(поперечные) стойки планирую закрепить двутавр 20 общей длиной 12 м(весом 250кг).Навес по длине будет полностью всплошную закрываться профнастилом .Крыша планируется плоская без угла наклона площадью 12м*12м 144 м.кв.Снеговая нагрузка не более 25 кг на м.кв.
о о о о о о о
д
в
у
т
а
в
р
?
о------о о о о о о
?
я рассчитывал и у меня получилось что расстояние между стойками должно быть не более 2 м ? Помогите , возможно ли увеличение расстояния между стойками ?
07-04-2016: Доктор Лом
Ваня
Если так, на глаз, то достаточно. В целом же несущая способность ваших опор будет очень сильно зависеть от конструкции стен.
08-04-2016: Доктор Лом
Сергей, я расчетами за вас не занимаюсь и потому правильность ваших расчетов никак не проверю. Тем не менее при указанной вами нагрузке расстояние между колоннами 2 м кажется мне заниженным. Впрочем в вашем случае определяющим фактором скорее всего будет предельно допустимая гибкость колонн. В связи с этим вам следует максимально точно определить расчетную длину колонн, возможно предусмотреть конструктивные меры по уменьшению расчетного коэффициента ?.
19-04-2016: Денис
доброго времени суток. в статье вы советуете брать м=2 при затруднении определения расчетной схемы. но тогда получаем мощный калибр сечения. это не совсем удовлетворяет оптимальному подбору сечения, даже вообще не удовлетворяет. и второй вопрос-при определении предельной гибкости коэф. альфа меньше 0.5, тогда берем 0.5?
19-04-2016: Доктор Лом
Не вижу никаких противоречий в данной рекомендации. Если вы определились с расчетной схемой и уверены, что в рассматриваемой плоскости закрепление стержня будет соответствовать одному из приведенных в таблице, то можете смело принимать указанный в таблице коэффициент, хоть 0.5. Вот только данный сайт - не для профессиональных проектировщиков, а для любителей, решивших рассчитать 2-5 колонн, для них и указанный вами совет.
По второму вопросу: все верно, коэффициент альфа должен быть больше или равен 0.5. И для дальнейших расчетов следует использовать значение 0.5.
20-04-2016: Денис
я все таки хотел бы поглубже узнать у Вас-о чем сигнализирует получающийся коэф. мю меньше о.5-о необходимости уменьшения высоты стойки, либо ее калибра. есть какой то его логический смысл. и второй вопрос-для стойки пред. гибкость 180-60а-тогда при мю=0.5 составляет 150. грубо говоря я могу для экономии сразу задаться гибкостью в 150 (разумеется если по прочности будет удовлетворять)
20-04-2016: Доктор Лом
Денис, коэффициенты мю и альфа - это два совершенно различных коэффициента, не нужно их смешивать. Коэффициент мю используется при определении расчетной длины стержня (колонны) и быть меньше 0.5 по определению не может. Больше подробностей смотрите в статьях "Расчетная длина колонны (стены)" и "К расчету стержней на действие внецентренной нагрузки".
Коэффициент альфа используется при определении максимально допустимой гибкости стержня. Если этот коэффициент получается меньше 0.5, то это говорит лишь о том, что можно попробовать уменьшить сечение колонны или увеличить нагрузку на колонну, но это делать вовсе не обязательно. Некоторые проектировщики вообще для всех случаев сжатых стержней принимают максимально допустимую гибкость не более 120 (пункт б) таблицы 19*).
20-04-2016: Денис
Пардон, конечно же я имел ввиду коэф. альфа. Ссори.
06-06-2016: Илья
Добрый день, подскажите пожалуйста, что принимать за сосредоточенную нагрузку N, для отдельно стоящих колонн, не совсем понятно, ведь собственный вес это распределенная нагрузка?
06-06-2016: Доктор Лом
Да, собственный вес - это распределенная по длине колонны нагрузка и тут все будет зависеть от того, какое сечение колонны будет расчетным (т.е. максимально загруженным). Если ваша колонна имеет только жесткое защемление на конце, то наиболее нагруженным будет сечение возле жесткого защемления. Соответственно нагрузка N от собственного веса колонны в этом сечении будет равна собственному весу колонны. А если на вашу отдельно стоящую колонну никаких нагрузок кроме собственного веса не действует, то вы можете определить коэффициент продольного прогиба по соответствующей расчетной схеме.
06-06-2016: Андрей
Добрый день, вопрос не совсем по теме, но если вас не затруднит, очень хотелось бы услышать ваше мнение.
Выполняю дипломную работу, темой которой является сплошная, однопролетная рама переменного сечения. Стойки рамы находятся под наклоном от вертикали, наклон 21 градус. Сопряжение стоек с фундаментом шарнирное, распор воспринимается затяжкой, которая будет крепиться к плите базы.
Вопрос: при расчете базы стойки как необходимо учесть наклон стойки?
Буду безумно благодарен за ответ или литературу.
06-06-2016: Доктор Лом
Расчет рам - отдельная большая тема (я только готовлю цикл статей по расчету рам) и потому дать подробный ответ в формате комментариев достаточно сложно.
Попробую так. На первом этапе вы вполне можете рассматривать вашу раму, как прямоугольную (т.е. расстояние между стойками равно длине горизонтального элемента рамы). На втором этапе расчета следует увеличить нормальные напряжения в стойках на 1/cosa. Соответственно нормальные напряжения в затяжке будут равны Nsina, где N - нормальные напряжения, действующие в вертикальных стойках, рассчитанных на первом этапе.
Примерно так. А литературу я вам не подскажу. Ее слишком много, а для вашего конкретного случая нет вообще (возможно и есть, но я таковой не знаю).
07-06-2016: Андрей
Спасибо большое за ответ.
С расчетом рамы проблем нет, я считал в лире, переменное сечение учитывал аппроксимацией участков постоянным сечением.
В данный момент вопрос только в том, как учесть то, что стойка приходит в базу не под прямым углом, и нужно ли это учитывать, делаю все по учебнику Катюшина В.В. Но, к сожалению там рассматривается вертикальная стойка.
Спасибо большое за вашу помощь, вы затрачиваете на это не мало времени и сил.
07-06-2016: Доктор Лом
Забыл вчера сказать, что наклонные стойки кроме растяжения в затяжке будут вызывать дополнительное сжатие в горизонтальном элементе рамы. При построении эпюр это следует учесть.
15-06-2016: антон
добрый день! помогите пожалуйста с таким вопросом: построил навес похожий на навес из вашего примера - все из трубы 40 на 40. размеры 9 на 4, где 4 - длина пролета. высота в нижней точке 2.35, в верхней 2.85. с одной стороны - жестко крепится к дому двумя профильными трубами анкерным креплением, трубы друг под другом с расстоянием в полметра, на эти трубы опираются фермы, 10 ферм в виде треугольников, внутри вертикальные стойки через метр и диагональные распорки. с другой стороны опора идёт на столбы через 1.3 м , каждый из которых представляет собой две сваренных профильных трубы 40 на 40. столбы идут через 1.30, сверху обвязка 40 на 40, к которой приварены фермы через метр. все обварено профилем 40 на 40 на высоте метра и 2 метров от земли, под будущие окна. накрыто профилем с10 по сплошной обрешетке доской на 25 мм. два вопроса - выдержит ли крыша при снеговой нагрузке в 320 кг на м. выдержат ли столбы сваренные из двух труб? они сварены в плоскости параллельной дому, не выгнет ли их в плоскости ОТ дома, там ведь их толщина по прежнему 40.
15-06-2016: Доктор Лом
Так, на глаз, ничего не скажу, тут конечно же считать надо. Для этого собственно данная статья или форма внизу сайта и предназначены. Если не хотите считать, то просто добавьте диагональные связи из того же профиля по двум стенам под крайними фермами и такие же диагональные связи в плоскости обрешетки (или как вы говорите, обвязки). Это значительно повысит жесткость вашей пространственной рамы, а кроме того снизит нагрузку на стену существующего дома.
05-02-2017: левмас
прошу скажите - можно ли заменить стойка проф тр.250х250 х12
н=4200. трубой ф350х6
05-02-2017: Доктор Лом
Если по расчету труба проходит, то конечно же можно.
17-05-2017: Дмитрий Витальевич
Добрый вечер. По моему рассчету для фонарного столба с коэффициентом ? = 2 требуется труба с радиусом инерции 6. Это квадратная труба 160х160х4 (F = 24,55: i = 6,34). Могу ли я заменить ее на четыре трубы с радиусом инерции 1,54 сваренные в сечении квадратом 40х40х2? Или заменить на четыре трубы с площадью сечения каждой 1/4 от требуемой 160х160х4? Например 50х50х3,5 (F = 6,19; i = 1,87).
Спасибо.
17-05-2017: Доктор Лом
Дело в том, что радиус инерции зависит не только от площади, но и от момента инерции сечения, поэтому ни один из рассматриваемых вами вариантов в чистом виде применить нельзя. Тем не менее вы можете сделать сквозную колонну, возможно даже из труб меньшего сечения в зависимости от расстояния между раскосами и поперечинами, главное, чтобы радиус инерции сквозной колонны был не меньше требуемого. Пример определения момента инерции сложного сечения приводится в статье "Расчет прочности потолочного профиля для гипсокартона" (надо бы по этой теме написать отдельную статью, но все некогда).
И да, если вы все-таки хотите сделать колонну сплошного сечения, то для этого потребуются трубы сечением не менее 90х90 мм, а может и большего сечения.
26-05-2017: Асылбек
при расчетах не учитываются ли центр тяжести сечений? Например колонна 20 двутавр и балка 16п.
Грузовая площадь красной колонны будет по моему поболее чем 100х100
27-05-2017: Доктор Лом
Все учитывается.
12-07-2017: Павел
Подскажите пжл, не могу найти где сказано в СП, что гибкость для второстепенной колонны равна 120-150 и пр.
13-07-2017: Доктор Лом
Смотрите таблицу 19*, пункты 4, 5. А 120-150 - это по старому СНиПу.
25-10-2017: Сергей
Здравствуйте Доктор Лом, если кроме осевой нагрузки на колоны есть еще и поперечная (например от ветра), то можно расчет произвести по ф-ле (3.1).
есть-ли на сайте такой приме расчета?
Спасибо.
26-10-2017: Доктор Лом
Сергей, конечно же можно, а может даже и нужно. А вот чему будет равен изгибающий момент в рассматриваемом сечении - это отдельная история. Расчетных схем и примеров определения изгибающих моментов на сайте полно. Ну а выполнить сложение, думаю, даже без моей отдельной статьи вы и сами вполне сможете.
29-10-2017: Сергей
Если колонны из трубы 80х80 3 мм высотой 4 м. залить бетоном внутри и до верха сильно ли это увеличит их прочность?
30-10-2017: Доктор Лом
нет
02-11-2017: Эльвина
Здравствуйте Доктор Лом!я все таки не могу разобраться откуда мы берем значение (?max = 180 - 60·0.837=129.8 > 128.2) а именно 180 и 60???
03-11-2017: Сергей
Совсем не прибавит? Не стоит заморачиваться?
03-11-2017: Сергей
http://dwg.ru/dnl/1732
03-11-2017: Доктор Лом
Т.е. вы на полном серьезе считаете, что в домашних условиях сможете организовать технологический процесс, обеспечивающий необходимое уплотнение бетонной смеси в трубе 80х80 3 мм высотой 4 м и сцепление бетона с относительно гладкими стенками трубы, с соответствующим контролем качества выполнения работ? Что ж дерзайте, я не возражаю. Вы спросили мое мнение, я его высказал.
06-11-2017: Доктор Лом
Эльвина
К сожалению я тут ни чем помочь не могу. Попробуйте более внимательно прочитать текст статьи.
07-11-2017: Эльвина
Все спасибо!Разобралась!
30-01-2018: тим
Добрый день! Нужна ваша помощь,в общем построили 3этажное здание 14?10 ,1этаж ж/б колонны плиты перекрытия как положено крепко стоит , а 2,3 продолжили профильными трубами толщиной стенок 1,8 100?100 шаг 2метра , 2 этаж разделили на три части такими же шагами труб, большой зал 6?10 маленький 4?10 и хол 10?4 ,3этаж на 2части 10?10 и 10?4 ,фермы двухскатные длиной 12 высотой 1,4м шаг 0,85 м из профильных труб 60?40?1,8 15штук, между 2 и 3 эт перекрыли швеллерами 14 шаг 2м , кровля из сэндвич панелей 10см толщиой 20кг/на м2 снеговая нагрузка примерно чуть больше.по вашим формулам я явно ошибся по толшине стенок труб ,здание будет обшиватся стеклопакетом с алюминевыми профилями 100мм шаг2м, как вы думаете эти алпрофили дадут дополн.жесткость или пока не поздно добавить еще профильные трубы потолще стенкой?..Заранее блогодарен!
30-01-2018: Доктор Лом
Без чертежей сказать что-либо конкретное сложно {возможно с несущей способностью ваших колонн все в порядке}. В целом профиля стеклопакетов увеличат жесткость колонн, но незначительно. К тому же многое будет зависеть от метода крепления профилей к колоннам и потребует дополнительного расчета креплений. Я бы такое увеличение жесткости в расчет не брал.
01-03-2018: Эмир
Как вы все таки нашли по таблице 3 фе=249?
01-03-2018: Доктор Лом
Методом интерполяции. По ряду причин описание данного метода не является одной из целей данной статьи.
01-03-2018: Эмир
Спасибо. Будем образовываться дальше, много очень полезного. Спасибо вам.
02-03-2018: Эмир
Доброго дня. Разобрался с интерполяцией, о возник еще один вопрос. Тут уже обсуждался параметр е=2.5, он получился исходя из параметров стойки 50х50, но в другой Вашей статье вы берете е=10 см для бруса 6х6 см. Из чего выходит такая разница эксцентриситета ?
02-03-2018: Доктор Лом
Эксцентриситет - это расстояние между сосредоточенной силой и центром тяжести сечения сжимаемого элемента. Формально эксцентриситет может быть любым. Например, если у колонны есть консоль длиной 1 м и на конце этой консоли приложена сосредоточенная сила, то эксцентриситет приложения нагрузки будет равен 1 м.
04-03-2018: Эмир
Спасибо.
05-04-2018: Михаил А
Ув. Доктор! Возможно злоупотреблю Вашим внимаем, но хочу вновь вернуться к трубе с бетоном. Ваш тезис что ее прочность есть сумма обеих составляющих; бетона и стали. Но если есть большой эксцентриситет, то устойчивость/ гибкость выходят на первое место, не так ли? И тогда даже засыпка песком может существенно снизить гибкость. Если это так, то как посчитать колонну с бетоном для навеса в форме буквы Г? Такой навес существенно снижает риск наезда на колонну при парковке. Вижу такие навесы на работе, но они уж очень монументальные. Хочется на дачу попроще. Спасибо.
05-04-2018: Доктор Лом
Добрый день, Михаил. Попробую ответить на ваши вопросы так: металлическая труба, заполненная бетоном, формально может рассматриваться и рассчитываться, как железобетонная колонна с наружным армированием. Примеров подобного расчета на моем сайте пока нет. При этом гибкость такой колонны по сравнению с полой трубой не уменьшается,а наоборот увеличивается из-за уменьшения радиуса инерции. Но при этом увеличивается и прочность колонны. Т.е. использование стальных колонн, заполненных бетоном имеет смысл тогда, когда требования по прочности являются определяющими. Как правило в малоэтажном строительстве определяющим является требование по максимально допустимой гибкости. Кроме того, при бетонировании подобных колонн большую важность приобретает технология уплотнения бетонной смеси для обеспечения необходимого сцепления с металлом и лабораторные испытания образцов. Каким образом можно качественно забетонировать колонну в форме буквы Г, я честно говоря даже не представляю. Тем не менее заполнение колонны бетоном или даже песком значительно увеличит местное сопротивление стенок трубы. В общем для упрощения расчетов трубу, заполненную бетоном, можно рассматривать как просто полую трубу.
17-09-2018: михаил
дом 2 этажный размер 9 на 9. хочу пристроить веранду 1 этаж и 2 этаж с балконом при ширине 2 метра а длине 9 метров на колоннах. как делать колонны из труб или кирпича? а фундамент какой глубина должна быть
10-05-2022: Иван
вы пишите:
Формула (3.1) после простейших преобразований, примет следующий вид:
F = (N/Ry)(1/φ + ez·F/Wz) (3.2)
так как максимально возможное значение изгибающего момента Мz = N·ez, почему значение момента именно такое и что такое момент сопротивления W, достаточно подробно объясняется в отдельной статье.
Почему в формуле: "ez*F", а в пояснении "Мz = N·ez" и что в итоге пытаемся найти?
13-05-2022: Доктор Лом
Вы невнимательно следили за преобразованиями формулы 3.2. В статье все правильно. ez*F потому, что N вынесено за скобки.
|
|
|
|
Примечание: Возможно ваш вопрос, особенно если он касается расчета конструкций, так и не появится в общем списке или останется без ответа, даже если вы задатите его 20 раз подряд. Почему, достаточно подробно объясняется в статье "Записаться на прием к доктору" (ссылка в шапке сайта).
|
|
|
|
|
