Вопрос колонно-строителям - Труба/бетон/напряжение

[lipaal]

Здраствуйте.
Собираюсь закупаться для астросарая - и вопрос возник в том, как делать напряженные столбы.
В случае с бетоном все ясно - натягиваем, заливаем и отпускаем.

У меня же другая система - 4-ре трубы 60-80-ка (какую дадут), внутри трос или арматура под напряжением.
Сначала думал заливать бетоном - типа напряженного бетона сделать. Потом подумал - а с какого перепуга бетон станет напряженный, если напряжение сжатия идет все на внешнюю трубу? Тогда бетон не имеет смысл, а засыпать можно хоть песок для демпфера...

И вот вопросы:
1) Для натяжения что лучше использовать - трос или пруток? Если брать М14 - усилие до 2-х тонн, тросика 5-6 мм. хватит за глаз.
Интуитивно мне кажется трос лучше - потому что со временем растянется - а трос больше растягивается, чем пруток - и пруток может вообще ослабнуть.

2)Имеет ли смысл засыпать песок внутрь как демпфер или лучше не парится и оставить там пустоту?
Или все же бетон лучше?

[Олег Чекалин]

Про какие столбы речь? Для чего делается конструкция? Это под какой телескоп, как эти столбы располагаться будут, высота столбов какая?

[lipaal]

Про какие столбы речь? Для чего делается конструкция? Это под какой телескоп, как эти столбы располагаться будут, высота столбов какая?

Вот тема - https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,99328.msg2087203.html#msg2087203
Сейчас уже приступил к закупке материалов. Начал сварку лестницы наверх из металлолома.
Идея чуть трансформировалась - стену будут развязаны с трубами - трубы будут идти прямо от фундамента.
4 трубы, расстояние между ними - 2,5 метра.
Высота столбов - не более 3-х  метров. Буду засверливатся коронками в бетонные длоки и там зацементировать и привязывать анкерами (трос/прут)
Сверху будет обвязка с фермами крестообразная (с возможностью потом залить бетонную плиту, если будет необходимость - для демпфера, пол будет разборный на саморезах, что бы можно было подлезть и залить)


Извиняюсь за качество рисунка - наскоро перерисовал из старой темы.

Телескоп - Ньютон 150*750 на EQ-5
и фото 135, 200, 300 на Кэнон.

Самая фантастическая перспектива - 250*1250, EQ-6, ED80... это максимум.
Потому что мне даже нынешнего комплекта надолго хватит.

[chiahua]

Сначала думал заливать бетоном - типа напряженного бетона сделать.

Правильно называется бетонное изделие с предварительно напряженной арматурой. И улучшает свойства бетона на растяжение и изгиб. На сжатие бетон и так работает превосходно.
Вопрос - на кой лях вам понадобилось что-то напрягать? Труба, залитая бетоном и так вещь вполне самодостаточная. А вот вопрос фундамента и чтобы он не играл будет важнее всего в этой конструкции.
Чтобы сооружение не ходило туда-сюда столбы и фундаментные блоки должны быть заглублены ниже глубины промерзания грунта. А трубы еще и обвернуты чем-то, потому что бывает что их дергает (за счет примерзания к грунту) даже если как положено заглубили.

[serzg]

Правильно называется бетонное изделие с предварительно напряженной арматурой. И улучшает свойства бетона на растяжение и изгиб. На сжатие бетон и так работает превосходно.
Вопрос - на кой лях вам понадобилось что-то напрягать?

Опередили. Геморроя много, толку никакого, а то еще и хуже.

[Олег Чекалин]

Мне тоже кажется, что нужно бурить лунки садовым буром на 1500мм, брать какие-то трубы, оборачивать их рубероидом и заливать бетоном - это будут фундаментные столбы. И тогда точно все будет путем......

[lipaal]

Мне тоже кажется, что нужно бурить лунки садовым буром на 1500мм, брать какие-то трубы, оборачивать их рубероидом и заливать бетоном - это будут фундаментные столбы. И тогда точно все будет путем......

Не... там фундамент уже как данность - блоки заглублены на полметра - все лежит на коренном песке. Дом так же стоит (7*7) - если и гуляет - то все дружно вверх-вниз, ничего не перекашивает, крыльцо не гуляет. Все ж коренной песок - это Вам не глина и не земля.
И кстати - все кто пытался на 1,5 метра заглублять в тех местах - вот у тех это трубы и гуляли. Трубы на 1,5 метра хороши - если вглубь земля или глина.
В итоге - либо блоки мелкозаглубленные, либо ленточный фундамент мелкозаглубленный.
Так что будет ходить туда-сюда - на это внимание можно и не обращать. Этого не будет - полярка будет на месте.

[lipaal]

Правильно называется бетонное изделие с предварительно напряженной арматурой. И улучшает свойства бетона на растяжение и изгиб. На сжатие бетон и так работает превосходно.
Вопрос - на кой лях вам понадобилось что-то напрягать? Труба, залитая бетоном и так вещь вполне самодостаточная.

А разве та же труба, но с внутренней натяжкой - не более жесткая конструкция?
Сам то я сопромат не учил - поэтому и спрашиваю.
Но интуитивно - она будет жестче на отклонение - как любая нагруженная конструкция.

Или это будет то же самое, что трубу 60 мм просто бетоном залить?

[serzg]

я сопромат не учил - поэтому и спрашиваю.
Но интуитивно - она будет жестче на отклонение - как любая нагруженная конструкция.

Сопромат здесь особо не при чем. Есть такой предмет ЖБ конструкции.
А что до интуиции, то как раз она подсказывает другое. Идеально ровно сжать не получится, значит с одной стороны будет сжатие, с другой растяжение. Уже Вам сказали, что бетон на растяжение работает раз в десять хуже, чем на сжатие. Так вот и получается, что с какой то стороны (растянутой) бетон будет потихоньку разрушаться.

[lipaal]

я сопромат не учил - поэтому и спрашиваю.
Но интуитивно - она будет жестче на отклонение - как любая нагруженная конструкция.

Сопромат здесь особо не при чем. Есть такой предмет ЖБ конструкции.
А что до интуиции, то как раз она подсказывает другое. Идеально ровно сжать не получится, значит с одной стороны будет сжатие, с другой растяжение. Уже Вам сказали, что бетон на растяжение работает раз в десять хуже, чем на сжатие. Так вот и получается, что с какой то стороны (растянутой) бетон будет потихоньку разрушаться.

Так у меня же мысль - нагрузить - и не бетонировать. Потому что бетон никаких нагрузок держать то не будет. Точнее - основны то нагрузки будет сама труба держать.  Поэтому я не спрашиваю с точки зрения ЖБ-конструкции. Если будет песок в трубе - то только как демпфер.
Я спрашиваю только с точки зрения металлоконструкции.
Какая труба будет жестче к боковым нагрузкам - простая или предварительно нагруженная например на одну тонну?
И насколько жестче - в разы или в проценты?

[serzg]

Поэтому я не спрашиваю с точки зрения ЖБ-конструкции. Если будет песок в трубе - то только как демпфер.

Да чего то написал по инерции. Пардон.

Если будет песок в трубе - то только как демпфер.
Я спрашиваю только с точки зрения металлоконструкции.
Какая труба будет жестче к боковым нагрузкам - простая или предварительно нагруженная например на одну тонну?

Так зачем ее нагружать? Что бы согнуть сразу, без полезной нагрузки? Не усложняйте, засыпьте песок и всех делов.

[lipaal]

Поэтому я не спрашиваю с точки зрения ЖБ-конструкции. Если будет песок в трубе - то только как демпфер.

Да чего то написал по инерции. Пардон.

Если будет песок в трубе - то только как демпфер.
Я спрашиваю только с точки зрения металлоконструкции.
Какая труба будет жестче к боковым нагрузкам - простая или предварительно нагруженная например на одну тонну?

Так зачем ее нагружать? Что бы согнуть сразу, без полезной нагрузки? Не усложняйте, засыпьте песок и всех делов.

Ну там нагрузка будет далеко до максимальной. Но уже однако и не почти нулевая (нагрузка на трубу "нулевая" - 10-15 кг, с тросом - тонну).
Есть же формулы - размер изгиба при приложении боковой силы с учетом центральной нагрузки на колонну. Например для расчета ветровой нагрузки для здания с металлическими пустотелыми колоннами. Мой случай - вполне можно рассматривать как колонну с центральной нагрузкой - только нагрузку дает не крыша, а натянутый трос внутри.
Я формулы видел - но боюсь правильно не смог с трактовать - сказывается то, что в МЭИ на РТФе сопромата не было

[tektaton]

1. Никакого смысла в предварительном напряжении труб нет. Оно эффективно для большепролетных железобетонных конструкций, позволяя предварительным сжатием снизить растягивающие/изгибающие нагрузки бетона при расчетной работе конструкции. Примеры - балки и фермы перекрытий цехов, конструкции мостов. И уникальные объекты, типа Останкинской башни. Ваши трубы 100х100х3 никакого смысла преднапрягать нет - это ничего не даст. Лучше продумать, как обеспечить жесткость вашего внешнего каркаса - при закреплении только внизу к фундаменту он будет неустойчив, если не сделать диагональные подкосы.
2. Крепить стойки к фундаменту на паре анкеров не очень надежно, при ослаблении затяжки анкер  будет работать на срез стенкой трубы. И тут или анкера срежутся, либо стенка трубы сомнется. Лучше сделать столик из уголка типа 100х100 , его прианкерить к фундаменту 3-4-мя анкерами и уже на него поставить(приварить) трубы-стойки. А лучше всего их поставить прямо на фундаментные блоки (с опорной пятой на торце трубы), если это возиожно (судя по рисунку, это проблематично).
3. Все, что написано в предыдущем пункте, плохо, поскольку вследствии жестких узлов вибрация от пола обсерватории через конструкции передастся на опору для телескопа - фундамент-то один. Наверно, она будет меньше, чем если бы колонна телескопа стояла бы непосредственно на полу, но, имхо, смысла городить такую сложную и дорогую конструкцию при общем фундаменте нет. Как предложение - сделать для стоек отдельный фундамент, отделив его от 5-ти сантиметровым слоем пенопласта от фундамента хозблока. Но это опять усложнение и удорожание. Идеальный вариант - колонна под телескоп на независимом фундаменте, проходящая через хозблок и развязанная с его конструкциями демпфирующими материалами. И тогда используйте крышу хозблока для пола обсерватории, и никакого внешнего каркаса не надо. Но этого, как вы пишите, нельзя делать.
4. Ну и разумеется пользоваться хозблоком в вашем варианте в процесса съемки будет нельзя, вибрации передадутся на телескоп. А в холодное время нельзя будет его отапливать - потоки воздуха будет портить картинку.

[lipaal]

1. Никакого смысла в предварительном напряжении труб нет. Оно эффективно для большепролетных железобетонных конструкций, позволяя предварительным сжатием снизить растягивающие/изгибающие нагрузки бетона при расчетной работе конструкции. Примеры - балки и фермы перекрытий цехов, конструкции мостов. И уникальные объекты, типа Останкинской башни. Ваши трубы 100х100х3 никакого смысла преднапрягать нет - это ничего не даст. Лучше продумать, как обеспечить жесткость вашего внешнего каркаса - при закреплении только внизу к фундаменту он будет неустойчив, если не сделать диагональные подкосы.

Двое против моей интуиции шансы моей интуиции падают.... зато конструкция упрощается
Хотя для полного добития моей интуиции - желательно формулы или таблицы...

На рисунке стальные трубы - зеленые. Они будут входить в блок фундамента. Просто в фундаменте засверлю коронкой дырку и в идеальном случае - просто вставлю на цемент.
От идеи закрепит сбоку - отказался. Надо было, как Вы уже правильно сказали - нижнюю привязку более сложно городить.
Да и трубы мне отдают небольшого сечения, а не 100*100...

3. Все, что написано в предыдущем пункте, плохо, поскольку вследствии жестких узлов вибрация от пола обсерватории через конструкции передастся на опору для телескопа - фундамент-то один. Наверно, она будет меньше, чем если бы колонна телескопа стояла бы непосредственно на полу, но, имхо, смысла городить такую сложную и дорогую конструкцию при общем фундаменте нет.

Если делать общий пол на крыше хозблока - будет кошмар. Он из брусков 50*50.
А вот пол, связанный с общей конструкцией - я могу сделать на демпферах.... а вот под телескоп могу залит плиту на тонну - уж она то будет колебания гасить... А фотографировать я могу удаленно из домика (на севере).. У меня маунт по EQDIR управлятся может - просто сделаю удаленный рабочий стол - и буду снимать. Уж локалку прокинуть - час работы. А могу и вайфаем - у меня роутер с вайфаем один фиг стоит. Но это все в перспективе...

4. Ну и разумеется пользоваться хозблоком в вашем варианте в процесса съемки будет нельзя, вибрации передадутся на телескоп. А в холодное время нельзя будет его отапливать - потоки воздуха будет портить картинку.

Да он по жизни неотапливаемый. Отапливаемый дом - на севере от хозблока...

[tektaton]

Сорри, неправильно понял ваш чертеж. Но проблема с передачей вибраций через фундамент остается.

[tektaton]

А фотографировать я могу удаленно из домика (на севере)...

Ну тогда и с вибрацией проблем нет

[lipaal]

Сорри, неправильно понял ваш чертеж. Но проблема с передачей вибраций через фундамент остается.

Передается - но все же часть, а не все.
да к тому же, если я сделаю пол на резиновых демпферах, да ещё в основании телескопа тонну бетона залью.... гаситься будет очень хорошо.

[lipaal]

А фотографировать я могу удаленно из домика (на севере)...

Ну тогда и с вибрацией проблем нет

Ну то есть в принципе одобряете для визуала (с нафиг натяжение) ?
И кстати -что внутри труб - песок, пескоцемент или пусть пустые стоят?

[tektaton]

Если я правильно понял чертеж, вы предлагаете такую конструкцию: стойки из стальных труб 100х100 держат мет. конструкцию-основание колонны телескопа (эту конструкцию можно потом залить бетоном и превратить в плиту). Из чертежа непонятно, проходят ли стойки через хозблок или они снаружи его, но это не суть важно. Вокруг этой конструкции на том же фундаменте стоит внешний  каркас или стены (из чего? такие же трубы или дерево?), на который опирается пол обсерватории (далее в тексте вы говорите, что пол будет на резиновом демпфере - демпфер между чем и чем? полом и плитой? или полом и внешней конструкцией?).
В целом, если будут максимально развязаны друг от друга оба каркаса (и пол от плиты), для визуала должно быть нормально. Но опять-таки, центральная колонна под телескоп на независимом фундаменте была бы логичнее (и экономнее). Это действительно такое жесткое условие, что нельзя ее через хозблок пропустить?
А крыша-то планируется? и как она будет сдвигаться/раскрываться? На чертеже этот момент не показан.
По узлам опирания - мне кажется, смысла забуривать стойки в блоки нет. Лучше сделать опорные площадки что-нибудь 250х250х5 из стали и заанкерить по углам 4-мя анкерами. И к ним приварить основания стоек.
И про внешний каркас - не очень понятно, как он опирается на фундамент (про анкеры я писал раньше, не очень хорошее решение).
И наконец, про наполнение труб - мне кажется, нет смысла. Трубы 100х100 имеют достаточно высокую несущую способность (цифру не назову, я не конструктор, но по ощущению для вашей конструкции вполне достаточную, впрочем, здесь нужны детальные чертежи). Наполнение не приведет к ее увеличению. Сопротивление к потере устойчивости (когда опора выгибается в сторону и складывается под действием нагрузки - основная проблема тонких сжатых конструкций) наполнение тоже не увеличит ( по крайней мере, значительно), основные нагрузки все равно придутся на внешний контур, т.е. на саму трубу. Лучше продумать диагональные связи (или хотя бы раскреповку углов), чтобы увеличить жесткость конструкции в целом.

PS. Я тут всюду пишу трубы 100х100, а это, оказывается, из вашей старой темы. Как несущие стойки они однозначно лучше чем труба 60-80, по потери устойчивости той же за счет геометрии.

[lipaal]

ОК. Спасибо.
Боковые стойки деревянные 50*100 - они будут пришиваться к уже имеющемуся каркасу и будут служить и для стенок вверх и для обшивки пластиком. Заодно кстати - я буду хозблок утеплять урсой 50 мм. Точнее буду от жары защищать

Демпфер заложу между полом астробудки и стойками деревянными.

Но опять-таки, центральная колонна под телескоп на независимом фундаменте была бы логичнее (и экономнее).

Неа... тут уже много было конструкций с плитой на 4-х столбах. Это более устойчивая конструкция. Колонна - это как здоровый маятник. Для улучшения жесткости - некоторые колонны делали в виде пустотелой трубы увеличивая диаметр. 4 колонны на расстоянии 2-х метров - логическое завершение увеличения жесткости.

А крыша-то планируется? и как она будет сдвигаться/раскрываться? На чертеже этот момент не показан.

Это уже вторично. Если ничего не придумается - сделаю просто 2 половинки крыши на петлях. Или 4-х гранную на петлях - будет еще и как ветрозащита.

Но опять-таки, центральная колонна под телескоп на независимом фундаменте была бы логичнее (и экономнее). Это действительно такое жесткое условие, что нельзя ее через хозблок пропустить?

У меня мысль в голову пришла - если я своими шагами (через деревянную конструкцию) заставлю колебаться 2 блока суммарным весом более тонны - то эти колебания спокойно перейдут и на соседний фундамент.
По части "экономично" - если я буду заглублять на 1,5 метра - все будет гулять по черному.
если я буду рядом блоки заглублять - ну все равно мне нужно будет как минимум по блоку ставить - и опять возможны взаимные сезонные гуляния.