- •Министерство путей сообщения
- •Исходные данные
- •2. Компоновка каркаса здания.
- •Размеры рамы по вертикали при- вязываются к отметке уровня пола
- •Размеры рамы по горизонтали
- •2.1.3. Размеры ригеля (фермы)
- •Сетка колонн
- •2.3. Проектирование фасада
- •2.4. Связи
- •3. Статический расчет каркаса здания
- •3.1. Расчетная схема рамы
- •3.2. Сбор нагрузок на поперечную раму
- •3.2.1. Постоянные нагрузки
- •3.2.2. Снеговая нагрузка
- •3.2.3. Нагрузки от мостовых кранов
- •3.2.4. Ветровая нагрузка
- •3.3. Жесткостные характеристики элементов рамы
- •3.4. Расчет рамы на отдельные нагрузки
- •3.5. Составление расчетных сочетаний усилий в сечениях колонны
- •4. Расчет и конструирование колонны
- •4.1. Расчетные длины колонны
- •4.2. Подбор сечения верхней части колонны
- •4.2.1. Последовательность подбора сечения.
- •4.2.2. Проверки в плоскости действия момента
- •4.2.3 Проверка устойчивости из плоскости действия момента
- •4.2.4 Проверки местной устойчивости стенки и полок
- •4.3 Расчет нижней части колонны
- •4.3.1. Определение усилий в ветвях
- •4.3.2. Предварительный подбор сечения ветвей
- •4.3.3. Подбор и проверки сечения ветвей
- •4.3.4. Расчет решетки колонны
- •4.3.5. Проверка устойчивости нижней части колонны
- •4.4. Расчет соединения верхней части колонны с нижней
- •4.4.1. Проверка стыкового шва
- •4.4.2. Назначение толщины траверсы
- •4.4.3. Сварные швы
- •4.4.4. Сварные швы
- •4.4.5. Расчет траверсы
- •Расчет и конструирование базы колонны
- •4.6. Расчет анкерных болтов
- •5. Расчет и конструирование ригеля рамы
- •5.1. Геометрическая схема ригеля
- •Н1 - I-й стержень нижнего пояса фермы; р1 - I-й стержень раскоса фермы;
- •5.3. Подбор сечений элементов фермы
- •5.4. Расчет сварных швов элементов фермы
- •5.5. Конструирование узлов фермы
- •5.6. Расчет узлов
- •Сталь толстолистовая и универсальная
- •Расчетное сопротивление бетона на сжатие
- •Площади сечения нетто анкерных болтов
- •Предельные гибкости элементов ферм
- •Минимальная величина катета шва
- •Рекомендуемые толщины фасонок ферм
- •Расчетные сопротивления растяжению фундаментных болтов
- •Нормативные и расчетные сопротивления при растяжении, сжатии
- •Приложение 2
- •Бланк индивидуального задания
- •Компановка каркаса здания
- •Назначение размеров поперечной рамы
- •Размеры по вертикали
- •Размеры рамы по горизонтали
- •2.1.3. Размеры ригеля (фермы)
- •2.2. Разбивка сетки колонн
- •2.3. Разбивка фасада
3.3. Жесткостные характеристики элементов рамы
Жесткость сквозного ригеля (фермы) приближённо определяется по формуле:
, (3.16)
где – коэффициент, учитывающий изменение момента инерции по длине фермы и деформативность ее решетки.при уклоне фермы,при,при;- здесь и далее модуль упругоcти прокатной стали [2, табл.63], равный ;- здесь и далее расчетное сопротивление стали по пределу текучести (табл.20 прил.1 либо [2. табл.51*]).
Жесткость нижней части-колонны [8] определяется по формуле:
, (3.17)
где - расчетное продольное усилие в основании свободно стоящей колонны от постоянной нагрузки и снега:
; (3.18)
- коэффициент, учитывает тип сечения и принимается равным при шаге рамипри. Для колонн постоянного сечения принимается.
Жесткость верхней части колонны [8] определяется по формуле:
, (3.19)
где - коэффициент учитывает неравенство площадей сечений нижней и верхней частей колонны и принимается равным.
3.4. Расчет рамы на отдельные нагрузки
Расчет на отдельные нагрузки производится на ЭВМ по комплексу программ "КМК" (Конструкции металлического каркаса). На постоянные нагрузки, снег и ветер рассчитывается отдельная плоская рама.
При расчете на крановые нагрузки рама рассчитывается в составе каркаса в целом. Совместная работа всех рам обеспечивается диском покрытия. При покрытии с железобетонными плитами, в котором плиты привариваются к фермам, а швы замоноличиваются, диск считается абсолютно жестким. При прогонном покрытии диск создается cистемой продольных горизонтальных связей покрытия и его жесткость представляет собой суммарную жесткость всех продольных связевых ферм При шаге рамориентировочно принимается, а при=12 м принимается=3.5[9].
У
Рис.3.6.
Расчетные сечения и усилия
Пример выдачи результатов расчета усилий в стойке на ЭВМ приведен в табл.4 прил.2.
Для каждого из четырех сечений подсчитываются изгибающий момент , поперечная и продольная силы. Правило знаков принято следующим (рис. 3.6): положительный изгибающий момент растягивает внутренние (правые) волокна рамы, положительное продольное усилие сжимает колонну, положительная поперечная сила направлена внутрь рамы.
3.5. Составление расчетных сочетаний усилий в сечениях колонны
Колонна рассчитывается на восприятие постоянных и временных нагрузок. Постоянные нагрузки включаются в сочетания всегда. Временные могут включаться или не включаться и могут действовать в самых различных комбинациях друг с другом. За расчетное сочетание усилий (РСУ) принимается такое сочетание, которому соответствуют наибольшие сжимающие напряжения по граням колонны (соответствующие ядровые моменты). Ядровые моменты в сечении определяются от каждой нагрузки по формулам:
; (3.20)
. 3.20а)
где - ядровый момент, соответствующий максимальному сжатию левой (наружной) грани; - ядровый момент, соответсвующий максимальному сжатию правой (внутренней) грани колонны;и- усилия в рассматриваемом сечении от одной нагрузки (постоянной или временной),- ядровое расстояние: для нижней части колонны, для верхней части.
Для поиска расчетных усилий составляется таблица сочетаний, в которую заносятся величины ,,,, для усилий от каждой нагрузки (см. табл.5 прил.2).
Составляются два вида сочетаний. В первом основном сочетании суммируются усилия от постоянных нагрузок и одной (невыгодной) из временных при этом тормозная нагрузка включается в сочетание вместе с вертикальным давлением (или) и считается одной нагрузкой. Во втором основном сочетании суммируются усилия от постоянных нагрузок и все невыгодные временные. Последние умножаются на коэффициент сочетаний, равный, который учитывает вероятность одновременного действия выбранных усилий.
Внутри каждого вида составляются два сочетания: для максимального сжатия наружной и максимального сжатия внутренней граней колонны в сечении.
Таким образом, для каждого сечения составляется четыре сочетания нагрузок. Студент в курсовом проекте определяет расчетные сочетания усилий только для одного сечения , остальные варианты получает при выполнении статического расчета на ЭВМ (см. табл.6 прил.2).