Сколько времени вы теряете на расчёты проектов? Сколько подобных коммерческих предложений вы выставляете в день? 
Хотите сэкономить ресурсы и изменить ситуацию? Запросите Коммерческое Предложение (КП) на разработку собственной линейки зданий из ЛСТК (здания С-класса).

Мы готовы предоставить вам комплекс предпроектных решений в течение месяца. Обсуждение деталей данного предложения при личной встрече в Москве.
Вы можете задать свои вопросы по телефону  +7 495 766 5670 или e-mail.

Зеев Баренбойм
e-mail: Barenboym@Steelbuildings.ru
www.Steelbuildings.ru

тел. моб.: +7 915 991 4150 (МТС)

SKYPE: ZeevBarenboym

Хотел бы услышать ваше мнение:

Шпренгельные системы. Им не так много внимания уделяется в литературе для начинающих проектировщиков. Чаще всего они упоминаются как вспомогательные элементы при усилении поврежденных или не рассчитанных на предполагаемую нагрузку конструкций. Если говорить о шпренгельной ферме вида

то в ней есть пару слабых/ключевых мест, но при этом, очень простая конструкция, а потому и очень распространенная.

А теперь очень неоднозначная конструкция

 

Как ни странно, но ключевыми элементами здесь являются стойки. А в исполнении из ЛСТК, они иногда выполняются из двух элементов, что вносит свой вклад в набор случайностей "закопанных" в этой системе. Ну что же, Коллеги, предлагаю вам самим ответить на вопрос, какие "подводные камни" таятся балке в с шпренгельной затяжкой (затяжками) и двумя стойками. Какое из решений наиболее жизнеспособно? И почему при усилении это работает, а как самостоятельная конструкция не всегда?

С Уважением, Зеев Баренбойм

Стажировка и обучение в Питтсбурге, США за счёт Компании.
Работа в Москве, проектирование и предварительные расчёты.

Уровень знания английского языка - Advanced. 

Запись на собеседование в Москве или в Обнинске по e-mail: Barenboym@Steelbuildings.ru

Инженер-Исследователь Steelbuildings.ru Больше ЛМК в России

Zeev Barenboym.

Barenboym@Steelbuildings.ru

Уважаемые коллеги, предлагаю обсудить оригинальные, изящные решения некоторых производителей. На сколько они оправданы, на сколько они хороши, как добиться подобного изящества, если это может быть полезно и приемлемо?

И так, Frisomat Steel Buildings:

система стабилизации

Узлы рам (жесткие?)

BUTLER:

решетка фермы из прутка

LLENTAB group

связи, стабилизация

И для контраста ... не будем озвучивать производителя

Ваше мнение?

С уважением,

Зеев Баренбойм.

 

Конек, два элемента, сходящиеся под углом, впечатляющее болтовое поле.

 

 

 

Я не буду описывать результаты опубликованных исследований или озвучивать результаты неопубликованных. Не будем нарушать права тех, кто затратил не мало сил и средств на доказательство того, что ферма и ферма из ЛСТК это два разных мира. Возьмем к примеру крепеж (просто, чтобы отбросить этот пункт из исследований): саморезы из углеродистой стали или болты - выбор за разработчиками. Если возьмем саморезы, класс 18.8, нержавейка или углеродистая сталь, диаметр от 4.5 мм. При таких характеристиках и стали конструкций до 3 мм толщиной и сопротивлением 250-350 МПа, сложно себе представить, что разорвет саморез. Всегда происходит разрыв стали соединяемых элементов. Причин много, сейчас не об этом. В случае с болтами, ситуация может быть несколько другой: большая шайба задействует больше металла конструкции, но результат остается тем же. Так что предлагаю ставить заведомо не плохой крепеж и считать только "срыв" элементов. Следующий вопрос это разброс качества элементов из ЛСТК. Некоторые исследователи предлагают вводить на это 30% запас. Не много ли? Оставлю этот вопрос для обсуждения. Теперь немного об отдельных элементах. При толщине 2-3 мм и процессе: прокатка - перегрузка - упаковка - транспортировка - разгрузка - распаковка - монтаж, какова вероятность того, что элемент будет слегка погнут в случайном месте и быстренько выпрямлен старательным работником. Уверен, что в массовом производстве этот элемент ни кто не отличит от идеального. Если указанный элемент поставить в растянутую зону, то все прекрасно, но если в сжатую? Оставлю за кадром несовершенства, применяемые в Еврокоде. Они указывают на недочеты изготовления и монтажа целых элементов, а у нас его как раз и нет. Если коснемся теории Власова, то она так же рассматривает теоретические основы расчета. но практика (допустим) преподнесла нам сюрприз. Готовы его учесть? Может расскажете как? Еще один вопрос для раздумий и обсуждения: два элемента (или сдвоенный элемент), соединенные саморезами или болтами, возможно через накладки, прикрепленные саморезами. Из-за податливости соединений и других причин они включаются в работу не одновременно. То есть это не сквозная колонна, а две колонны со случайным распределением усилий в них. Отмечу, что при всех (или не всех) приведенных особенностях ферм из ЛСТК, я не против них, и не буду уговаривать переходить на ЛМК. Все имеет право на жизнь. С уважением, Зеев Баренбойм

 

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

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

С уважением, Zeev Barenboym

Подход европейцев к обучению студентов подразумевает, что они могут оказаться "болванами" (dummies).

Памяти Учителя

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

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

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

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

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

  

Инженер-Исследователь Steelbuildings.ru Больше ЛМК в России

Zeev Barenboym.

Barenboym@Steelbuildings.ru

Скоро.

Инженер-Исследователь Steelbuildings.ru Больше ЛМК в России

Zeev Barenboym.

Barenboym@Steelbuildings.ru