Основные предпосылкии упрощения для статического расчета рамы каркаса

Для облегчения расчёта вводятся следующие упрощения:

1) сквозные элементы (ферма, колонна) заменяются сплошными стержнями эквивалентной жёсткости;

 

2) ось эквивалентного ригелю стержня принимается на отметке нижнего пояса фермы;

3) оси верхней и нижней частей колонны совмещаются, что учитывается введением дополнительных изгибающих моментов в месте изменения сечения колонны;

4) пролёт рамы принимается по разбивочным осям;

5) неравномерно распределённая ветровая нагрузка заменяется более простой.

Эквивалентными жёсткостями EJ и ЕА задаются из опыта проектирования Для статического расчёта рамы важно знать не сами жёсткости, а их соотношения Из опыта проектирования примем значения изгибных жёсткостей верхней, нижней частей колонны и ригеля следующими EJ_b = 1×10-3 кНм2; EJ_н = 4×10-3 кНм2 и EJ_р = 10×10-3 кНм2, а продольные жёсткости EА_b = EА_н = EА_р= 0,5×10-3 кН. Впоследствии (после подбора сечений ригеля и стойки) эти соотношения будут установлены точно. Если разница установленных и предварительно принятых соотношений не превышает 1,5...2 раза, то это неощутимо для результатов статического расчёта. При большей разнице статический расчёт рамы подлежит корректировке.

Смещение осей верхней и нижней частей колонны вызывает появление дополнительного изгибающего момента в месте изменения сечения от вертикальных нагрузок, приложенных по оси верхней части колонны.

Величина смещения осей:

е₁=(h_н-h_в)/2=(1-0,5)/2=0,25;

Нагрузка от веса шатра(опорная реакция фермы):

N_ш=q_ш*L/2=37,9*30/2=569,4;

Дополнительный изгибающий момент от шатровой нагрузки:

M_ш= N_ш* е₁= q_ш*L* е₁/2=569,4*0.25=142,35;

Аналогично для снеговой нагрузки:

M_сн=P_сн*L* е₁/2=10,8*30*0,25/2=40,5;

 

Вертикальные крановые нагрузки D_max(min) приложены с эксцентриситетом е₂.

При переносе этих сил на ось нижнего пояса появятся дополнительные изгибающие моменты от максимального и минимального кранового давления:

M_max=D_max*h_н/2=588,4 *1/2=294,2;

M_min=D_min*h_н/2=444,3 *1/2=222,15;

Эксцентриситетом приложения других нагрузок (стенового ограждения, веса подкрановых балок и т.д.) пренебрегаем.

 

 

Параметры для статического расчёта рамы каркаса.

Таблица 2

Параметр	Обоз-начение	Величина
1. Пролёт 2. Шаг колонн 3. Длина нижней части колонны 4. Длина верхней части колонны 5. Высота подкрановой балки с рельсом 6. Вес нижней части колонны 7. Вес подкрановой балки с рельсом и стенового ограждения в уровне подкрановой балки 8. Вес верхней части колонны 9. Вес стены в уровне ригеля 10. Постоянная нагрузка по ригелю 11. Снеговая нагрузка 12. Максимальное давление кранов 13. Минимальное давление кранов 14. Поперечная тормозная сила 15. Ветровая нагрузка с наветренной стороны (активное давление ветра) 16. Пассивное давление ветра 17. Ветровая нагрузка на шатёр 18. Момент от шатровой нагрузки 19. Момент от снеговой нагрузки 20. Момент от максимального давления кранов 21. Момент от минимального давления кранов	L l lн lв hпбр G1 G2     G3 G4 qш Pсн Dmax Dmin T q^эв   q^э^/в W Mш Мсн Mmax   Mmix	30 м 6 м 8,38 м 4,72 м 1,12 м 17,598 кН 105,1960 кН     8,264 кН 95,9 кН 37,96 кН/м 10,8 кН/м 588,4 кН 444,3 кН 8,4 кН 1,607 кН/м   1,248 кН/м 6,36 кН 142,35 кН*м 40,5 кН*м 294,2кН*м   222,15кН*м

 

 

Расчётные параметры ступенчатой колонны производственного здания

2.1. Исходные данные:

расчётные усилия верхней части колонны: М_в=-490,8 кН·м; N=-556,4 кН; Q_мах=-84,1 кН;

расчётные усилия нижней части колонны:

Комбинация 1: М=759,9кН·м; N=-821,7кН; Q= -104,2;

Комбинация 2: М=339,6 кН·м; N=-1087,7 кН; Q= -71,5;

Комбинация 3: М=435,4 кН·м; N=-1195,8 кН; Q= -79,1;

2.2. Определение расчётных длин колонны:

Соотношение погонных жесткостей верхней и нижней частей колонны

 

 

В соответствии с рис.1 из таблицы сочетаний выбираются -максимальные сжимающие усилия по концам колонны.

Расчётная длина колонны в плоскости рамы и из плоскости рамы для нижней и верхней частей равны соответственно:

 

Конструирование и расчет верхней части колонны

3.1. Подбор сечения верхней части колонны:

Сечение верхней части колонны принимаем в виде сварного двутавра

Для симметричного двутавра

 

(для стали С255 R_y=24кН/см²;)

Значение коэффициента определим по табл.74 (1).

Из условия устойчивости определяется требуемая площадь сечения:

По таблице 2[4] выбираем двутавр рис.2 сечение верхней части

колонны.

 

 

Проверка устойчивости в плоскости изгиба

Для принятого сечения