Перейти к содержанию
Artyoom

Двутавр-идеальная форма для воспринимания давящей поперёк нагрузки?

Рекомендуемые сообщения

Недавно с удивлением обнаружил что он изгибается от давящей равномерно распределённой поперечной нагрузки даже меньше чем прямоугольная труба такой же высоты и ширины и с такой же толщиной стенок, как и у двутавра, не говоря уже о трубе с такой же массой на метр погонный как у него.
И возник вопрос-гостовская классическая форма двутавра-это идеальная форма по восприниманию такой нагрузки относительно массы профиля на метр, или есть что-то лучше?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Andreyka, по нему и смотрел

Но он не позволяет задать сложные формы

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
43 минуты назад, Artyoom сказал:

или есть что-то лучше?

Рельс :)

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

О, может кто-то видел калькулятор в котором сечение рисуешь?
Чтобы в солиде не морочиться потом с заданием опор, и других условий исследования

White_Swan, не, он вроде послабее двутавра гостовской формы в этом плане будет.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Рельс...вообще предназначен для передачи нагрузки на равномерно распределенные шпалы и легко лопается попалам от резкого удара кувалды в одну точку...

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
1 час назад, Artyoom сказал:

Но он не позволяет задать сложные формы

Посчитать эквивалентную трубу вручную. В Компасе легко определить момент инерции сечения - и вперёд! Сравнить с "калькуляторным" двутавром. Но достаточно сравнить только моменты инерции.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
20 часов назад, Artyoom сказал:

И возник вопрос-гостовская классическая форма двутавра-это идеальная форма по восприниманию такой нагрузки относительно массы профиля на метр, или есть что-то лучше?

За все не скажу но смысл такой:

 

В поперечных нагрузках вся нагрузка в основном идет на дальнюю часть от места приложения. На двутавре это дальная полка. На квадрате дальняя стенка. там идет нагрузка на растяжение и разрыв. Боковые стенки практически не участвуют в нагрузке. Ближняя вроде как тоже, она на смятие больше работает.

 

Поэтому придумали двутавр - в нем вместо двух боковин всего одна и та тонкая. А полки толще. Таким образом материалоемкость меньше а прочность не страдает. Но если нагрузка только в одну сторону, то одна полка (ближняя) вообще лишняя. Так что для такой нагрузки двутавр не самая оптимальная форма, есть оптимальнее.

 

Для нагрузки в одну сторону форма рельса более оптимальна. Т.е. кругляк на палочке установленый на полку. Но опять же рельс он оптимален именно в своем назначении - держать 150 тонн вагона и распределать его на ширину колеса и большую площать опоры шпалы и земли. Реально там есть лишний металл - внутри верхней части рельса. Но там ограничение в ширину колеса, и в общемто просто срослись очень толстые стенки трубы :) Да и в изготовлении проще. 

 

Если говорить о балке с нагрузкой как у крана, то самая оптимальная форма по прочности и минимуме веса это толстостенная труба с тонкой растяжкой. На крайняк арочная конструкция из треугольников - смотрите конструкцию балки и у строительных кранов.

Если говорить о распределенной нагрузке с защемленными концами, то самая оптимальная в плане веса и прочности - это конструкция железобетонной плиты - снизу преднятянутая арматура, сверху батон. Арматура работает в зоне растяжения, бетон в зоне сжатия.

Во всех вараинта - чем больше расстояние между нижней и верхней частью работающих на сжатие и растяжение - тем выше жесткость. При этом фактически в качестве матерала используется легкий и дармовой воздух или при необходимости защиты конструкции от смятия - бетон, распорки, растяжки и т.п... :)

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
21 час назад, Artyoom сказал:

И возник вопрос-гостовская классическая форма двутавра-это идеальная форма по восприниманию такой нагрузки относительно массы профиля на метр, или есть что-то лучше?

гостовские двутавры оптимизированы под прокатку.

иногда для конкретных применений оптимальны сварные двутавры.

Труба лучше работает на сложный изгиб или кручение.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
2 часа назад, Кувалдыч сказал:

В поперечных нагрузках вся нагрузка в основном идет на дальнюю часть от места приложения. На двутавре это дальная полка. На квадрате дальняя стенка. там идет нагрузка на растяжение и разрыв. Боковые стенки практически не участвуют в нагрузке. Ближняя вроде как тоже, она на смятие больше работает.

 

Поэтому придумали двутавр - в нем вместо двух боковин всего одна и та тонкая. А полки толще. Таким образом материалоемкость меньше а прочность не страдает. Но если нагрузка только в одну сторону, то одна полка (ближняя) вообще лишняя.

ну не... а как же сопротивление потери устойчивости при сжатии?
Без второй полки никуда..

 

Да и нагрузка на вторую, ближнюю, вроде точно такая же, по силе, просто на сжатие.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
1 час назад, Кувалдыч сказал:

Но если нагрузка только в одну сторону, то одна полка (ближняя) вообще лишняя.

Если я правильно понял, то это тавр?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
5 минут назад, МИТАЛНИК сказал:

тавр

у тавра перемычка и полка одинаковые к тому же перемычка не устойчива на сжатие - сложится гормошкой...

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
1 час назад, Кувалдыч сказал:

к тому же перемычка не устойчива на сжатие - сложится гормошкой

А вы разве не о такой форме говорили?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
9 минут назад, Кувалдыч сказал:

у тавра перемычка и полка одинаковые к тому же перемычка не устойчива на сжатие - сложится гормошкой...

а где у тавра "перемычка"?

Ее у двутавра-то нет...

двутавр состоит из двух полок и стенки, то же относится и к швеллеру.

причем, размеры полок у двутавра(Б) и швеллера соответствующих номеров практически одинаковы

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
13 минут назад, Artyoom сказал:

А вы разве не о такой форме говорили?

 

2 часа назад, Кувалдыч сказал:

Для нагрузки в одну сторону форма рельса более оптимальна.

 

2 часа назад, Кувалдыч сказал:

о балке с нагрузкой как у крана, то самая оптимальная форма по прочности и минимуме веса это толстостенная труба с тонкой растяжкой.

 

2 часа назад, Кувалдыч сказал:

о распределенной нагрузке с защемленными концами, то самая оптимальная в плане веса и прочности - это конструкция железобетонной плиты - снизу преднятянутая арматура, сверху батон. Арматура работает в зоне растяжения, бетон в зоне сжатия.

 

7 минут назад, sl217 сказал:

а где у тавра "перемычка"?

Ее у двутавра-то нет...

та что стенка... для меня "стенка" это то что участвует в нагрузках, а "перемычка" не участвует нагрузках и выполняет лишь соединеительную функцию.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
20 минут назад, Кувалдыч сказал:

та что стенка... для меня "стенка" это то что участвует в нагрузках, а "перемычка" не участвует нагрузках и выполняет лишь соединеительную функцию.

в технике есть устоявшиеся названия...

кстати...У стенки кроме "соединительных" есть еще функция обеспечения устойчивости и масса конструктивных использований

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

так что, мне скажет кто идеальную форму для восприятия именно такой нагрузки? чтобы я сейчас в солиде поигрался
с моделью опирания шарнир-шарнир

Знает кто-то такую?

Рельс попробую, тавр, но думаю он очень не очень будет.

Неужели это не является какой-то типа "типовой задачей сопромата"?

 

Речь о цельном сплошном профиле, без фермовых конструкций.

Явно(скорее всего) это будет двутавр, вопрос в том, насколько "тонкие детали" в форме его влияют на уменьшение деформации при нагрузке?
Ведь двутавр может быть просто 3 ровных прямоугольника соединенных, а может быть сложная форма с наклонами граней и скруглениями.

--------------------

Наверное придумал....

Это будет стенка узкая в центре и расширяющаяся к краям, и полки наверное такой же формы.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
21 минуту назад, Artyoom сказал:

так что, мне скажет кто идеальную форму для восприятия именно такой нагрузки? чтобы я сейчас в солиде поигрался

Не надо играться. Выше уже говорил, что нужно сравнить моменты инерции подбираемых профилей, которые уже есть в ГОСТах. Прогиб обратно пропорционально зависит от этих моментов.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
36 минут назад, Artyoom сказал:

так что, мне скажет кто идеальную форму для восприятия именно такой нагрузки?

схемку приложения нагрузки можете нарисовать?

а то все на словах.....

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
7 минут назад, sl217 сказал:

схемку приложения нагрузки можете нарисовать?

а то все на словах.....

 

Screenshot_2020-05-12-17-27-40-371_com.android.chrome.png

22 минуты назад, МИТАЛНИК сказал:

нужно сравнить моменты инерции подбираемых профилей, которые уже есть в ГОСТах.

Так гостовские профили же

 

3 часа назад, sl217 сказал:

оптимизированы под прокатку

а не под идеальное восприятие такой нагрузки

 

и профиль не подбирается а обдумывается, не обязательно стандартный и гостовский

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
49 минут назад, Artyoom сказал:

Явно(скорее всего) это будет двутавр, вопрос в том, насколько "тонкие детали" в форме его влияют на уменьшение деформации при нагрузке?
Ведь двутавр может быть просто 3 ровных прямоугольника соединенных, а может быть сложная форма с наклонами граней и скруглениями.

не парьтесь...

влияние "тонких" деталей несущественно, тем более, когда начнете в жизни собирать 3 прямоугольника, то у Вас неизбежно родятся всяческие "скругления"

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
В ‎11‎.‎05‎.‎2020 в 16:32, Artyoom сказал:

И возник вопрос-гостовская классическая форма двутавра-это идеальная форма по восприниманию такой нагрузки относительно массы профиля на метр, или есть что-то лучше?

Надо обратить внимание на характер приложения силы в месте нагружения. Если поперечная эпюра нагрузки имеет максимум по оси балки (например, груз висит на тросе, свисающая часть которого расположена в вертикальной плоскости симметрии балки), то ничего удивительного, что прогиб двутавра меньше, чем прогиб "эквивалентной" квадратной трубы. В вертикальной плоскости симметрии двутавра расположена жёсткая на поперечный прогиб стенка, которая не даёт двутавру толком изгибаться. В случае квадратной трубы нагрузка приложена "на пролёте" между двумя вертикальными стенками. Возникает местный изгиб, вместе с основной нагрузкой приводящий к сложному напряжённому состоянию.

Можно провести натурный эксперимент. Замерить прогиб двутавра и "эквивалентной" квадратной трубы под одной и той же нагрузкой. Затем вставить в трубу в место приложения нагрузки некую вставку, обеспечивающую местную жёсткость. И повторить измерения.    

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
10 минут назад, Игорь+ сказал:

 В вертикальной плоскости симметрии двутавра расположена жёсткая на поперечный прогиб стенка, которая не даёт двутавру толком изгибаться.

да. это серьезный вклад в науку..

53 минуты назад, Artyoom сказал:

и профиль не подбирается а обдумывается, не обязательно стандартный и гостовский

ради бога.

Профиль можно сконструировать любой.

главное- потом его изготовить так, чтобы он оказался дешевле стандартного...

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
1 час назад, Artyoom сказал:

профиль не подбирается а обдумывается

Обдумывал-обдумывал и сделал балку из стандартного профиля.:classic_biggrin: А какой профиль - подбираем по ГОСТу в зависимости от нагрузки, прогиба, массы одного метра, цены, имеющегося на складе, компонующегося на месте...

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
2 часа назад, sl217 сказал:

влияние "тонких" деталей несущественно, тем более, когда начнете в жизни собирать 3 прямоугольника, то у Вас неизбежно родятся всяческие "скругления"

Ну я скорее про более конкретные отличия формы от "трёх прямоугольников" чем скругления-утолщения в месте сварных швов.

2020-05-12_185114.jpg

Хотя подумал что если для стенки это будет идеальная форма, то для полок не факт..
Для сопротивления потери устойчивости конечно так явно лучше всего, но вот для восприятия растягивающей и сдавливающей нагрузки похоже не очень, она же больше всего в центре полок, в месте их стыковки со стенкой...

1 час назад, МИТАЛНИК сказал:

Обдумывал-обдумывал и сделал балку из стандартного профиля.:classic_biggrin: А какой профиль - подбираем по ГОСТу в зависимости от нагрузки, прогиба, массы одного метра, цены, имеющегося на складе, компонующегося на месте...

Тут скорее теоретический вопрос:biggrin:
(Знать идеальные варианты полезно.)

Но который может потом будет применён в реальности, в какой-то мере.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Для публикации сообщений создайте учётную запись или авторизуйтесь

Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий

Создать учетную запись

Зарегистрируйте новую учётную запись в нашем сообществе. Это очень просто!

Регистрация нового пользователя

Войти

Уже есть аккаунт? Войти в систему.

Войти

  • Последние посетители   0 пользователей онлайн

    Ни одного зарегистрированного пользователя не просматривает данную страницу


×
×
  • Создать...

Важная информация

Мы разместили cookie-файлы на ваше устройство, чтобы помочь сделать этот сайт лучше. Вы можете изменить свои настройки cookie-файлов, или продолжить без изменения настроек.