4. Статический расчет рамы на отдельные нагрузки

4.1 Методика расчета

Расчет рамы с шарнирным прикреплением ригеля к колоннам на постоянную и снеговую нагрузки сводится к расчету стоек, загруженных моментами в уровне уступа. Расчетная схе­ма рамы показана на рис.4.1. Опорное давление ригеля счи­тают приложенным к колонне по оси ее верхней части. В ступен­чатых колоннах крайних рядов из-за смещения центров тяжести в верхней и нижней части, в уровне уступа возникают сосредото­ченные моменты,

где эксцентриситет

Горизонтальное смещение при симметрии рамы и нагрузки от­сутствует. Основная система для этих загружений показана на рис. 4.2.

На ветровую и крановые нагрузки расчет выполняют, предпо­лагая ригель бесконечно жестким,

(рис.4.3).

Это допущение возможно, если

где ,. погонные жесткости ри­геля, нижней и верхней частей колонн. Основная система для этих загружений - рама с условно за­крепленным от горизонтальных смещений ригелем (см. рис.4.4).

Моменты в стойках, защемленных внизу и шарнирно опертых вверху определяется как в консоли, загруженной рассматриваемой нагрузкой и реакцией от этой нагрузки в условной связи на верхнем конце. Формулы и коэффициенты жесткости для определения даны в табл. 4.1.

Правило знаков.

Положительными приняты изгибающие моменты, растягивающие внутренние волокна однопролетной рамы, а также смещения и ре­акции верхних узлов, направленные вправо. Поперечная сила при­нимается положительной, если принимаемая за нагрузку однозначная эпюра изгибающих моментов у заделки будет вращать стойку по часовой стрелке.

4.2. Учет пространственной работы кар­каса

Пространственную работу каркаса обеспечивают продольные диски, функции которых могут выполнять продольные связевые фермы, площадки тормозных конструкций, кровельные покрытия из железобетонных плит, стал ьного нрофиякрованного настила, волнистой стали и т.п. Учет пространственной работа каркаса целе­сообразен в крановых зданиях.

Обычно в промздании имеется несколько продольных дисков по высоте. В одноэтажных промзданиях учитывается, как правило, один диск, расположениый в уровне покрытия.

При пространственном расчете одноэтажных промзданнй с од­ним продольным диском следует:

1-стальной каркас рассматривать как оиотему неразреэных балок на упруго оседающих'опорах, где роль неразрезных балок играет продольные диски, а упругооседающих опор - поперечные рамы;

2-в качестве продольного диска учитывать жесткую кровлю из сборных железобетонных плит стального настила, волнистое стали ив продольные связи при нежесткой кровле, напршвр₈ из волнистых асбестоцементных плит;

3-расчетную схему поперечной рамы принимать в виде плос­кой рамы, воспринимающее помимо приложенной к вей вившей наг­рузки, также силы горизонтального отпора, возникающие в плос­кости продольных дисков вследствие пространственной работы каркаса,

4-при наличии одного продольного диска расчёт выполнять в такой последовательности:

-определить нагрузку от кранов на каждую колонну рассматриваемой рамы;

-определить усилия R и M в плоской раме от горизонтального смещения ее верхних узлов на =1;

-принять условное закрепление поперечной рамы от смеще­ния, установив дополнительную связь в уровне ригеля;

- определить реакция R в дополнительной связи и уси­лия М_р в условно закрепленной раме от крановых нагрузок;

- определить горизонтальную смещающую силу

где - коэффициент отпорного действия, учитывающий пространственность системы и принимаемый при жесткой кровле по табл.4.2.

Значения коэффициентапри жесткой кровле

Таблица 4.2

Тип кровли	Грузоподъемности кранов, кН
	50-500 750 и более
Сборные железобетонные плиты, стальной профилированный настил, волнистая сталь 0,55 0,70

4.3. Составление таблицы расчетных усилий

Результатом расчета будут значения моментов, продольных и поперечных сил от отдельных нагрузок. Далее необходимо опре­делить неблагоприятные комбинации внутренне усилий при одновременном действии нескольких нагрузок.

Расчетные усилия для подбора сечений колонн выбираются из комбинаций:

I)2)

а для анкерных болтов кз комбинаций:

1) 3)

Постоянная нагрузка включается в любую из комбинаций.

Набор временных нагрузок устанавливается так, чтобы полу­чить экстремальное значение усилия, занимающего первое место в обозначении комбинации (например, Ммах в комбинации типа I); временные нагрузки, не изменяющие величину первого уоикя, но неблагоприятно влияющие на величину второго, также включаются в комбинацию (например, момент от ветра з комбинации типа 3).

Горизонтальное воздействие кранов может учитываться толь­ко совместно с вертикальным давлением или и крановыми моментами или. В соответствии со СНиП П-6-7% "Нагрузки и воздействия при составлении комбинаций усилий следует раз­личать два вида основных сочетаний нагрузок:

постоянная, временные длительные и одна наиболее не­благоприятная для данной комбинации кратковременная нагрузка. Здесь коэффициент сочетаний ;

постоянная, временные длительные и две более крат-» ковременные. В это» случае коэффициент сочетаний.

На понижающий коэффициент умножается только временные нагрузки.

В курсовом проекте временных длительных нагрузок, как правило, нет.

За одну кратковременную принимается:

- снеговая или ветровая, или крановая нагрузка (верти­кальная вместе е горизонтальной).

В примерах расчета приводятся таблицы расчетных усилий для левой колонны поперечной рамы. Следует гошю, что ком­бинации нагрузок составляйся в каждом конкретном примере и дивидуальноТКомб'икацц'л з примере расчета немагутбыть исполь­зованы для другога примера, однако совпадение комбинаций в не­которых случаях возможно.

Наиболее неблагоприятные комбинации усилий используются для подбора сечений колонн, расчета сопряжения подкрановой и надкраковой части, расчета базы и анкерных болтов. В примере расчета такие комбинации подчеркнуты.