Как рассчитать устойчивость стола на опрокидывание
Обновлено: 16.05.2024
1. Да. Это расчет на устойчивость положения. Например упоминание в п. 6.2.1 СП 430.1325800.2018 или Пособие по проектированию оснований - п. 2.261,2.262, плюс упоминание в формулах 250-253, ну и подзаголовок у пунктов 11.21-11.32. В СП 381.1325800.2018 в табл 6.1 есть предельные состояния на опрокид, ну и п.6.3.23 - ровно то, что нужно (и упоминаниме конкретного слова и формула)
Равнодействующая выходит за пределы ядра - например расчёт парапета на ветер. Точка опрокидывания - край поперечного сечения. Почему не в запас, есть коэффициент 0,9 (0,8), который как раз даёт возможность не учитывать смятие угла кладки от боковой силы.
[b]Вопросы. Существует ли нормах пункт с расчётом (с формулами, а не словами) на опрокидывание? (В пункте должно быть слово «опрокидывание», а не собственное толкование сути этого пункта).
Понятно почему - все дураки, а нормы ф топку.
И это мы вот такие молодцы в 2022-м о р.х. наконец обанаружили этот факт. Разоблачили страшный заговор.
В нормах - не припомню, но знаком-то я толком только с металлом . А вот в руководствах и пособиях есть. Например, на опрокидывание считаются резервуары и если проверка не выполняется - ставятся анкера, а так проектируют без них .
негодяй со стажем
Offtop: Да простит меня терпение Админа..
Если участникам типа ShaggyDoc земной поклон, благодарность
То
Некоторые участники форума заслуживают одну запятую
"Пороть нельзя Выпороть"
существует..
В форме отсылок и упоминания Азбуки.
Азбуку впитывают советом отца, обучением в школе, техникуме, ВУЗе. Далее остаётся не "пропить".
Ради интереса стоит полистать ГОСТ 33709.1-2015
Потому что все про него говорят, но никто его не видел в нормах. Пора разобраться с этим привидением, пугающим проектантов.
Ты вот ЧТО хочешь сказать-то? Ты же не ждешь, что найдется норма, где прямо вот все как ТЫ хочешь будет расписано и обставлено формулами.
Что ты троллишь все время? Просто констатируй факт своего недовольства изложением норм и все.
Народ прекрасно знает что такое ОПРОКИДЫВАНИЕ и как обеспечить надежное НЕОПРОКИДЫВАНИЕ.
К слову, для правильных проектных решений достаточно иметь элементарное понимание, отчего табуретка не опрокидывается. Или например почему Александрийсткий столп не падает. Несмотря на то что не закреплены.
А формулы найдутся - они есть там/тут/здесь/везде.
- возможно. Однако, например, народ зная что такое устойчивость, не использует «азбучную» формулу Эйлера, а старательно изучает СП 16 или СП 63 по этому вопросу.
----- добавлено через ~8 мин. -----
например, народ зная что такое устойчивость, не использует «азбучную» формулу Эйлера, а старательно изучает СП 16 или СП 63 по этому вопросу.
знает..
Знает не только Эйлера, знает границы применения.
Знает что это ступень марша лестницы в многоэтажном здании
Вы не перешагиваете ступени?
Существует ли в нормах расчёт на опрокидывание фундаментов?
Расчет рамной конструкции на опрокидывание. Правильно ли посчитано?
Вертикальные фермы,высотой H=6 м, ширина фермы b=1 м., фермы связаны между собой по высоте и на земле. Еще они будут чем-нибудь обшиты. Связь ферм по земле пригружена ФБС-кой (1800 кг), которая лежит ровно по середине между фермами и по середине их ширины. Между фермами L=3 м. Ветер w=23 кг/м2.
Что бы посчитать устойчивость от опрокидывания, H*L*w* (H/2)=6*3*23*3=1242 кгм - это опрокидывающий момент.
Удерживающий - 1800 *(b/2)=1800*0,5= 900 кг. Правильно ли посчитан удерживающий момент для рамы?
И во сколько раз удерживающий момент должен быть больше опрокидывающего? Это где-нибудь регламентируется?
зы Прочитал тут на форуме, что в 2 раза должен быть больше. Получается 1242*2 = 2484. Получается, пригруз должен быть из 3-ех фбс ?
В таких серьёзных делах, как грузоподъёмные краны испытательная нагрузка на 25% больше номинальной. Вероятно, и здесь хватит с лихвой такого запаса. От опрокидывания можно спастись не только увеличением массы, но, например, увеличением ширины опорной части. Например, на уровне земли или под землёй. Можно в землю загнать стойки и т.д.
Здесь есть другая опасность: опрокидывания не будет, а конструкция от ветра поползёт, если коэффициент трения между конструкцией и поверхностью, на которую она опирается, недостаточен.
В таких серьёзных делах, как грузоподъёмные краны испытательная нагрузка на 25% больше номинальной. Вероятно, и здесь хватит с лихвой такого запаса.
Тут немного разные типы нагрузок.
Ветер брать как статику с давлением w0 по СП нагрузки и воздействия неверно. Ежели будет ураган, то конструкции придется тяжко. Вобщем берешь максимальную зафиксированную скорость ветра для данного типа местности и переводишь в давление (формула в вышеупомянутом СП). Если бы была биг высота, то учел бы еще статику с пульсациями и сравнил что больше.
1. А где можно узнать максимально зафиксированную скорость ветра для типа местности?
2. Разве расчет на ветровое давление с учетом пульсации ветра на наветренную поверхность не является вышеупомянутым ураганом?
2.1. Если да, то Scad показывает значение опрокидывающего момента от ветра с учетом пульсации меньше, чем от статического давления расчетной величины ветра.
А как посчитать сдвиг с учетом трения? По идее, например, 2 фбски - это 3800 кг, а давление ветра - 414 кг (6м*3м*23 кг/м2) , площадь опирания -0,6 м2. Получается, 6300 кг/м2 или 0,63 кг/см2. А дальше?
Это усилие не зависит от площади опоры. Усилие перемещения тела по поверхности равно массе этого тела, умноженного на коэффициент трения между телом и поверхностью. Это усилие должно быть больше, чем усилие от ветровой нагрузки.
Совет из собственной практики: для определения коэффициента трения в конкретных случаях, например, сталь и дерево, беру плоскую железяку, кладу на неё конкретную деревяшку и поднимаю один край железяки пока деревяшка не поползёт с неё. Если есть возможность, например, попасть этой паре под дождь, то поверхности ещё и смочить. Тангенс полученного угла наклона и будет коэффициентом трения. Это гораздо быстрее и точнее, чем шариться по справочникам.
Опрокидывание происходит относительно крайней точки фундамента со стороны, противоположной действию ветра. Плечо опрокидывающей силы - пол-высоты конструкции, плюс заглюбление фундамента. В удерживающую силу еще включается отпор грунта, который определяется как пассивный, а также собственный вес фундамента и грунта на его уступах.
При этом все опрокидывающие нагрузки берутся с коэффициентом надежности более единицы, а все удерживающие - с коэффициентом 0.9.
Что касается допустимого запаса по опрокидыванию, то я таких указаний не встречал. Получается вроде как если удерживающий момент больше опрокидывающего, то устойчивость обеспечена. Что-то похожее встречал только в нашем (белорусском) СНБ по проектирования подпорных стен и стен подвалов. Там момент удерживающий должен быть больше опрокидывающего не менее чем в 1.6 раза.
Если стоит на земле а не жестком покрытии то нужны фундаменты а фундаменты немного не так принимаются.
Есть формулы учитывающие опрокидывание и возможный крен а для заглубленных столбов или свай учет упругих свойств грунта по боковой поверхности фундамента. и т. д.
Или основание по месту усилить чтоб крена не было.. закрепи блоки на всякий случай..
коэф. 1.5 бери .. и главное не ходи возле него в ветреную погоду
Интересный вопрос. А если место опирания - земля. То какие меры можно предпринять так, что бы не делать заглубленных фундаментов ? Например, выровнять земляную поверхность, накидать ЖБ плит, и на них установить конструкцию ?
Все зависит от грунтов, где снять почву и просто утрамбовать где щебень насыпать и уплотнить
в болотах проблем больше в песках и горах меньше
Да ветер надо принять по снип для своей зоны а потом отсос + подсос ))))) 23кг мало будет
Почему мало? 1-я зона -23 кг/м2
это нормативная а тип местности коэф. запаса и т.д. будет 23?
23*1.4*1.4 = грубо 45
если в лесу * 0.6 =27
Да, точно, расчетная будет норм+пульс = 23*0,56*1,4+18*1,2*0,91=38 кг/м2 . Вот где-то так.
не помню точно но 0.8 Се ветер + 0.6Се отсос ветра т.е исчо 1.4 забыл посмотри внимательно там таблица ветровых для разных типов стен и крыш
А ночью спокойно спать будешь когда ветер за окном . ))))
Ребята, еще вопрос по этой теме. на Кровле установлена рамная конструкция для крепления чилера. Чилер крепится к раме в 4х точках с опиранием на биг-футы. В первом загружении Расчитываю раму на собственный вес и снег. Во стором расчитываю раму на опрокидывания от ветра с пульсацией. Если рама опрокидывается от ветра, то делаю пригруз на опоры и считаю раму как шарнирно закрепленную с распределением усилий на балки рамы от момента, возникающего от ветра. это правильный подход? если же делать без пригруза и обеспечивать устойчивость от опрокидывания без пригруза путем увеличения ширины рамы, правильно же использовать аналогичный подход с разложением момента на составляющие и расчета балок и рамы?
Я правильно понял, что на раме будет стоять водоохлаждающая машина, опирающаяся на предполагаемое млекопитающее, похожее на человекообразную обезьяну? Извиняюсь, английским не владею (в школе учил немецкий), сведения взял из гугла.
uraltay, это очень смелое сравнение)) но все же конструкция представляет собой "кондиционер" опирающийся в 4х точках на раму. Рама стоит на мягкой кровле на опорах, не защемленных снизу. протсо стоит под собственным весом. вот отсюда и вопрос.
Кирпич, спасибо за перевод. Оказывается и схема для расчёта влияния ветровой нагрузки, как я и предполагал, иная. Надо бы указать размеры "паруса", высоту опор, от которой зависит опрокидывающий момент, массу установки.
uraltay, да в данном случае я не конкретный случай рассматриваю, а подход к расчету таких конструкций.
В случае, когда опирание снизу на опорные пятки которые свободно стоят на кровле (их производители называют big foot).
Если конструкция опрокидывается от дейтсвия ветровой нагрузки, то тут все понятно: добавляем пригруз на опоры или увеличиваем расстояние между пятками для увеличения удерживающего момента. Влопрос по следующему этупу расчета, в котором проверяем прочность и несущую способность элементов рамы. Корректно ли выполнение расчета по приведенной мной схеме, где идет раскладка момента от ветра на составляющие и дальнейший расчет?
Сначала нужно определить ветровую нагрузку и приложить её в центр масс паруса. Площадь приложения (парус) - груз+рама.
Проверить, не поползёт ли установка по крыше: массу установки умножить на коэффициент трения по крыше, что должно быть больше усилия ветра.
Проверить на опрокидывание, составив сумму моментов относительно точки опрокидывания. Ветровая нагрузка, умноженная до крыши (точки опрокидывания) должна быть меньше, чем масса установки, умноженная на расстояние от центра масс (по горизонтали) до точки опрокидывания.
Ноги при этом будут пытаться изогнуться под действием ветровой нагрузки, причём нужно учесть, что нагрузка на пару ног, находящихся в местах предполагаемого поворота, будут нагружены больше, чем другая пара из-за переворачивающей установку силы от ветра. Ноги посчитать на изгиб (видимо, будет гнуть в двух местах: на опоре, если там прикреплены башмаки, и на раме) и устойчивость.
uraltay, я с вами полностью согласен. я рассуждаю также и схема для расчета стойки/балки для выполнения условий прочности /устойчивости будет как в приложенном файле. да?
Ветровую нагрузку*площадь поверхности кондиционера* половину высоты кондиционера, далее это значение / на расстояние между опорами (получаем пару сил) и эту пару сил делим на 4 точки крепления.
Вопрос только в правильности последовательности действий. если рама проходит по расчету на опрокидывание, как описано ниже:
Проверить на опрокидывание, составив сумму моментов относительно точки опрокидывания. Ветровая нагрузка, умноженная до крыши (точки опрокидывания) должна быть меньше, чем масса установки, умноженная на расстояние от центра масс (по горизонтали) до точки опрокидывания.
то соответственно принимаем, что рама стоит и не падает и дальше уже проверяем устойчивость и несущую способность элементов в соответствии с расчетной схемой.
Как рассчитать устойчивость стола на опрокидывание
При решении задач на опрокидывание рассматривается та предельное положение, в котором тело находится в состоянии неустойчивого равновесия, т. е. когда оно готово перейти из состояния покоя в движение. Всякое незначительное изменение элементов конструкции или сил, действующих на эту конструкцию, ведет к опрокидыванию (вращению) конструкции вокруг некоторой оси, называемой осью опрокидывания, перпендикулярной плоскости чертежа. Условием равновесия такого тела (конструкции) является равенство нулю суммы моментов относительно точки пересечения оси опрокидывания с плоскостью чертежа всех заданных (активных) сил, действующих на тело:
При составлении уравнения следует помнить, что реакции опор в это уравнение не входят, так как при предельном положении конструкция опирается только на те опоры, через которые проходит ось опрокидывания. Величины, которые при этом определяются из уравнения имеют критические (максимальные или минимальные) значения и для обеспечения запаса устойчивости должны быть при конструировании соответственно уменьшены (те, для которых найдено максимально возможное при равновесии значение) или увеличены (те, для которых найдено минимально возможное при равновесии значение).
Часть активных сил, действующих на тело, создает пары, которые стремятся опрокинуть тело. Сумма моментов таких сил, относительно оси опрокидывания называется моментом опрокидывания:
Другая часть активных сил создает пары, которые стремятся возвратить тело в первоначальное положение.
Сумма моментов таких сил относительно оси опрокидывания называется моментом устойчивости:
Отношение абсолютного значения момента устойчивости к абсолютному значению момента опрокидывания называется коэффициентом устойчивости:
Задача 15. Водонапорная башня состоит из цилиндрического резервуара высотой диаметром укрепленного на четырех симметрично расположенных столбах, наклонных к горизонту (рис. 48). Дно резервуара находится на высоте над уровнем опор; вес башни давление ветра рассчитывается на площадь проекции поверхности резервуара на плоскость, перпендикулярную к направлению ветра, причем удельное давление ветра принимается равным Определить необходимое расстояние между основаниями столбов.
Решение. 1. Рассматриваем равновесие водонапорной башни (рис. 49). Так как требуется определить критическое значение расстояния между основаниями столбов, а именно то считаем, что башня находится в состоянии неустойчивого равновесия, т. е. при малейшем уменьшении этого расстояния башня опрокинется под действием ветра, вращаясь вокруг шарнира А против направления движения часовой стрелки.
Следовательно, в положении неустойчивого равновесия нужно считать, что башня опорами В только касается земли, но не давит на землю,
2. Изображаем активные силы, действующие на башню. Сила вес башни и сила давление ветра на резервуар.
3. Освобождаем башню от связи в точке А, заменяя действие связи реакцией Таким образом, водонапорная башня нахо дится в равновесии только под действием трех сил:
4. Составляем только одно уравнение равновесия:
Очевидно, что при момент устойчивости будет больше, чем момент опрокидывания.
6.3 Методы расчета
6.3.1 Пространственная конструктивная система является статически неопределимой системой. Для расчета несущих конструктивных систем рекомендуется использовать дискретные расчетные модели, рассчитываемые методом конечных элементов.
Расчет регулярных (или близких к ним) колонных и стеновых КС можно производить методом заменяющих (эквивалентных) рам (рис. 6.1), а стеновых КС - путем разложения на поперечную и продольную схемы (рис. 6.2).
Для оценки максимальной несущей способности перекрытий может быть использован расчет методом предельного равновесия.
6.3.2 Дискретизацию конструктивных систем производят с применением оболочечных, стержневых и объемных (если это необходимо) конечных элементов, используемых в принятой расчетной программе.
При создании пространственной модели конструктивной системы необходимо учитывать характер совместной работы стержневых, оболочечных и объемных конечных элементов, связанный с различным количеством степеней свободы для каждого из указанных элементов.
6.3.3 Деформативные свойства основания следует учитывать путем использования общепринятых расчетных моделей основания, применения различных типов конечных элементов или краевых условий с заданной податливостью, моделирования всего массива грунта под зданием из объемных конечных элементов, либо комплексно - с использованием всех вышеперечисленных методов в случае сложной совместной работы конструкции фундамента и основания.
На первой стадии расчета конструктивной системы допускается деформативность основания учитывать с помощью коэффициента постели, принимаемого по усредненным характеристикам грунтов.
При использовании свайных или свайно-плитных фундаментов сваи следует моделировать как железобетонные конструкции или учитывать их совместную работу с грунтом обобщенно, как единое основание с использованием приведенного коэффициента постели основания.
6.3.4 При отсутствии данных о порядке и времени приложения постоянных и длительно действующих нагрузок допускается проверять прочность, трещиностойкость и деформации несущей КС с обязательным учетом деформативности основания при двух крайних случаях:
6.3.5 При построении конечно-элементной расчетной модели размеры и конфигурацию конечных элементов следует задавать, исходя из возможностей применяемых конкретных расчетных программ, и принимать такими, чтобы была обеспечена необходимая точность определения усилий по длине колонн и по площади плит перекрытий, фундаментов и стен с учетом общего числа конечных элементов в расчетной схеме, влияющего на продолжительность расчета.
6.3.6 Жесткости конечных элементов на первоначальной стадии расчета конструктивной системы, когда армирование конструкций еще не известно, следует определять с учетом рекомендаций разд. 6.2.
После определения арматуры в плитах перекрытий и покрытий следует произвести дополнительный расчет конструктивной системы для уточнения прогибов этих конструкций, принимая уточненные значения изгибных жесткостей конечных элементов плит с учетом армирования в двух направлениях согласно действующим нормативным документам.
Аналогичный дополнительный расчет следует выполнить для более точной оценки изгибающих моментов в элементах перекрытий, покрытий и фундаментных плитах, а также продольных сил в стенах и колоннах с учетом нелинейной работы арматуры и бетона вплоть до предельных значений.
6.3.7 Расчет конструктивных систем методом конечных элементов следует производить с использованием специальных сертифицированных в России компьютерных программ, согласованных с НИИЖБ: Лира, Мономах, STARK-ES и других.
6.3.8 Расчет регулярной колонной конструктивной системы методом заменяющих (эквивалентных) рам производят путем выделения отдельных рам вертикальными сечениями, проходящими по середине шага колонн, в двух взаимно перпендикулярных направлениях (рис. 6.1).
Расчет выделенных в каждом направлении рам, состоящих из колонн и полос плоской плиты (условного ригеля), следует производить независимо друг от друга по общим правилам строительной механики на действие вертикальных и горизонтальных нагрузок, принимая при определении усилий линейные жесткости элементов рам.
Изгибающие моменты и поперечные силы в опорных и пролетных сечениях условного ригеля распределяют между его надколонными и межколонными полосами в зависимости от расположения колонн в раме (крайняя или промежуточная колонна) и соотношения между поперечными и продольными (вдоль оси рамы) пролетами.
Расчет конструктивных систем методом заменяющих рам следует производить по специальным рекомендациям, согласованным с НИИЖБ.
6.3.9 Расчет стеновой КС (рис. 6.2, а) на горизонтальные нагрузки можно выполнять методом разделения перекрестной КС на независимые поперечную (рис. 6.2, б) и продольную схемы (рис. 6.2, в).
Горизонтальные нагрузки принимают действующими в обоих направлениях. При допущении абсолютной жесткости плит перекрытий в своей плоскости горизонтальные перемещения и углы наклона всех несущих стен будут одинаковыми при симметричных в плане схемах и нагрузках. Поэтому можно принять все стены одного направления, расположенные в одной плоскости, соединенными последовательно друг с другом в уровне перекрытий шарнирными связями, абсолютно жесткими вдоль своей оси. При несущих монолитных наружных стенах следует учитывать участки примыкающих стен перпендикулярного направления (рис. 6.2, б, в).
6.3.10 Расчет несущей способности перекрытий методом предельного равновесия следует производить, принимая в качестве критерия равенство работ внешних нагрузок и внутренних сил на возможных перемещениях в предельном равновесии плиты перекрытия с наиболее опасной схемой излома, характеризующей ее разрушение.
6.3.11 На начальной стадии расчета для ориентировочной оценки жесткости принятой конструктивной системы зданий повышенной этажности (п. 5.12) допускается выполнить расчет системы на устойчивость и горизонтальные перемещения по условной стержневой консольной схеме, включающей только стены и колонны (с линейными деформационными характеристиками), жестко заделанные в основании и объединенные шарнирно примыкающими к ним жесткими дисками перекрытий.
7 Несущие железобетонные конструкции
7.1 Основными несущими элементами (рис. 5.1 - 5.5) конструктивной системы являются колонны, стены, плиты перекрытий и покрытий, различные фундаменты, в том числе свайные ростверки и т.п. (см. пп. 5.6 - 5.11).
7.2 Основными конструктивными параметрами колонн являются их высота, размеры поперечного сечения, класс бетона по прочности на сжатие и содержание продольной арматуры (процент армирования), определяемые в зависимости от высоты здания, нагрузки на перекрытия (с учетом собственного веса перекрытий) и шага колонн.
При проектировании рекомендуется принимать оптимальные конструктивные параметры колонн, устанавливаемые на основе технико-экономического анализа. При этом минимальный размер поперечного сечения квадратных и круглых колонн (рис. 5.3) рекомендуется принимать не менее 30 см, для колонн с вытянутым поперечным сечением - не менее 20 см, класс бетона, как правило, - не менее В25 и не более В60, процент армирования в любом сечении (включая участки с нахлесточным соединением арматуры) - не более 10.
7.4 В тех случаях, когда технико-экономический анализ конструктивных параметров колонн показывает, что требуемое армирование превышает максимальные значения, приведенные в п. 7.3, рекомендуется применять сталежелезобетонные, в том числе трубобетонные, а также сталефибробетонные колонны.
Читайте также: