3.4.2. Определение расчетных сочетаний усилий

Расчет конструкций по предельным состояниям первой и второй групп выполняется с учетом неблагоприятных сочетаний нагрузок или соответствующих им усилий.

В зависимости от учитываемого состава нагрузок различают:

а) основные сочетания нагрузок, состоящие из постоянных, длительных и кратковременных

С_m = P_d + (Ψ_l1P_l1 + Ψ_l2P_l2 + Ψ_l3P_l3 + …) + (Ψ_t1P_t1 + Ψ_t2P_t2 + Ψ_t3P_t3 + …);

б) особые сочетания нагрузок, состоящие из постоянных, длительных, кратковременных и одной из особых нагрузок

С_s = С_m + P_s,

где С_m – нагрузка для основного сочетания;

С_s – нагрузка для особого сочетания;

Ψ_li (i = 1, 2, 3 …) – коэффициент сочетаний для длительных нагрузок;

Ψ_ti (i = 1, 2, 3 …) – коэффициент сочетаний для кратковременных нагрузок.

Таблица 3.11

Расчетные усилия в левой колонне раздельно по каждому виду загружения

Расчетные усилия от каждой действующей нагрузки, кН, кН·м

Номер наг- рузки

Вид наг- рузки

Коэф. сочета- ния Ψ

Подкрановая часть колонны

Надкрановая часть колонны

Сечение 1-1

Сечение 2-2

Сечение 3-3

Сечение 4-4

Сечение 5-5

М

N

Q

М

N

Q

М

N

Q

М

N

Q

М

N

Q

1

Посто-янная

1

211

–875

–15

–22

–875

–15

–183

–312

–15

–220

–312

–15

–288

–312

–15

2

Снего- вая

1

163

–216

–14

–51

–216

–14

–110

–216

–14

–142

–216

–14

–206

–216

–14

0,9

147

–194

–13

–46

–194

–13

–99

–194

–13

–128

–194

–13

–185

–194

–13

0,7

114

–151

–10

–36

–151

–10

–77

–151

–10

–99

–151

–10

–144

–151

–10

3

Dmax на левую

1

–35

–2292

–68

–987

–2292

–68

452

10

–68

337

10

–68

26

10

–68

0,9

–32

–2063

–61

–888

–2063

–61

407

9

–61

303

9

–61

23

9

–61

0,7

–25

–1604

–48

–691

–1604

–48

316

7

–48

236

7

–48

18

7

–48

4

Dmax на правую

1

647

–753

–68

–305

–753

–68

160

–10

–68

45

–10

–68

–266

–10

–68

0,9

582

–678

–61

–275

–678

–61

144

–9

–61

41

–9

–61

–239

–9

–61

0,7

453

–527

–48

–214

–527

–46

112

–7

–48

32

–7

–48

–186

–7

–48

5

Т на левую

1

±503

±8

±54

±106

±8

±54

±106

±8

±54

±197

±8

±54

±41

±8

34

0,9

±453

±7

±49

±95

±7

±49

±95

±7

±49

±177

±7

±49

±37

±7

±31

0,7

±352

±6

±38

±74

±6

±38

±74

±6

±38

±138

±6

±38

±29

±6

±24

6

Т на правую

1

±492

±8

±34

±12

±8

±34

±12

±8

±34

±46

±8

±34

±203

±8

±34

0,9

±443

±7

±31

±11

±7

±31

±11

±7

±31

±41

±7

±31

±183

±7

±31

0,7

±344

±6

±24

±8

±6

±24

±8

±6

±24

±32

±6

±24

±142

±6

±24

7

Ветер слева

1

–724

12

80

49

12

29

49

12

29

94

12

23

162

12

7

0,9

–652

11

72

44

11

26

44

11

26

85

11

21

147

11

6

0,7

–507

8

56

34

8

20

34

8

20

66

8

16

113

8

5

8

Ветер справа

1

661

–12

–65

–27

–12

–33

–27

–12

–33

–79

–12

–29

–187

–12

–19

0,9

595

–11

–59

–24

–11

–30

–24

–11

–30

–71

–11

–26

–170

–11

–17

0,7

463

–8

–46

–19

–8

–23

–19

–8

–23

–55

–8

–20

–131

–8

–13

Для основных и особых сочетаний нагрузок, за исключением случаев, оговоренных в нормах проектирования сооружений в сейсмических районах и в нормах проектирования конструкций и оснований, коэффициент сочетаний длительных нагрузок Ψ_l определяется следующим образом:

– для равномерно распределенных длительных нагрузок

Ψ_l1 = 1,0; Ψ_l2 = Ψ_l3 = … = 0,95,

где Ψ_l1 – коэффициент сочетаний, соответствующий основной по степени влияния длительной нагрузке;

Ψ_l2, Ψ_l3 – коэффициенты сочетаний для остальных длительных нагрузок:

для крановых нагрузок в соответствии с указаниями СП [4, п. 9.19] (см. п. 3.2.1);

для остальных нагрузок Ψ_l = 1,0.

Для основных сочетаний нагрузок необходимо использовать следующие значения коэффициентов сочетаний кратковременных нагрузок:

Ψ_t1 = 1,0; Ψ_t2 = 0,9; Ψ_t3 = Ψ_t4 = … = 0,7,

где Ψ_t1 – коэффициент сочетаний, соответствующий основной по степени влияния кратковременной нагрузке;

Ψ_t2 – коэффициент сочетаний, соответствующий второй кратковременной нагрузке;

Ψ_t3, Ψ_t4 – коэффициенты сочетаний для остальных кратковременных нагрузок:

Для особых сочетаний нагрузок коэффициенты сочетаний для всех кратковременных нагрузок принимаются равными Ψ_t = 0,8, за исключением случаев, оговоренных в нормах проектирования сооружений в сейсмических районах и в нормах проектирования конструкций и оснований.

Постоянные нагрузки в любом сочетании принимаются без снижения.

В курсовом проекте особое сочетание нагрузок не рассматривается, длительные нагрузки отсутствуют.

Для определения наиболее невыгодных для расчета элементов рамы (ригеля, колонны) сочетаний нагрузок составляется таблица расчетных комбинаций усилий в характерных сечениях колонны (табл. 3.12).

Следует иметь в виду, что учет двух или всех трех кратковременных нагрузок также зависит от соответствия их знака каждому знаку усилия. Если, например, одна из них в рассматриваемом сочетании дает усилие со знаком «–», а определяют комбинацию при +M_max, данная нагрузка, как нагрузка временная, в расчет не принимается. Постоянная нагрузка берется в расчет со своим знаком всегда, даже в случае, когда знак ее усилия не совпадает с искомым знаком расчетного усилия. Например, в табл. 3.12 при определении максимального положительного момента и соответствующей нормальной силы в сечении 5-5 приведено сочетание постоянной и временной ветровой нагрузок, несмотря на то, что оно дает отрицательный момент из-за большого значения отрицательного момента от постоянной нагрузки.

Обычно для каждого рассматриваемого сечения колонны определяется следующая комбинация усилий:

+M_max и N_соот – наибольший по величине положительный изгибающий момент при определенном сочетании нагрузок и при этом же сочетании значение соответствующей нормальной силы;

–M_max и N_соот – наибольший по величине отрицательный изгибающий момент и значение соответствующей нормальной силы;

–N_max и +M_соот – наибольшая величина нормальной сжимающей силы при соответствующем положительном изгибающем моменте;

–N_max и –M_соот – наибольшая величина нормальной сжимающей силы при соответствующем отрицательном изгибающем моменте.

Для получения наибольшего возможного соответствующего положительного или отрицательного изгибающего момента при наибольшей сжимающей силе N_max (комбинация усилий N_max и ±M_соот) нормальными силами, возникающими в колонне от поперечного торможения кранов и ветра ввиду их относительной малости можно пренебречь, приняв их за нуль. Усилия от поперечного торможения кранов прикладывают на одну колонну рамы независимо от места нахождения тележки с грузом, а направление торможения может быть как в одну, так и в другую сторону.