11. Расчетная схема рамы. Приближения при расчете рам.
Пространственная конструкция каркаса при замене её расчетными схемами расчленяется на плоские системы.
Расчетная схема поперечной рамы – это многократно статически неопределимая сквозная система с жесткими узлами. При расчете сквозные колонны и фермы заменяются сплошными стержнями эквивалентной жесткости.
При горизонтальных нагрузках и изгибающих моментах пренебрегают малыми углами поворота верхних узлов рамы, то есть ригель принимается бесконечно жестким.
В настоящее время принят расчет поперечных рам по недеформируемой схеме. Значительно сильнее искажают характер распределения усилия в системе и её перемещения:
1. Податливость соединения ригеля с колонной.
2. Поворот фундаментов при нагружении рам.
При расчете этих факторов учитывается косвенно коэффициентами условия работы.
Рис. 11.1. Расчетная схема рамы.
Оси стоек в расчетной схеме совпадают с центрами тяжести верхнего и нижнего сечения колонн.
Уступ l0 равен по расстоянию между геометрическими осями колонн. Заделка стоек принимается ниже уровня низа базы.
Ось ригеля совмещается с нижним поясом стропильных ферм.
Чтобы
определить размеры уступа l0
нужно найти моменты инерции сечения и
нижней части и верхней части колонн.
Ригеля
нужно
знать их сечения.
Где
и
- высота сечения нижних и верхней части
колонн.
В рамах сложной конфигурации для определения соотношения момента инерции выполняется упрощенный, предварительный расчет.
В многопролетных зданиях обыкновенно применяется шарнирное сопряжение ригелей с колоннами.
Рис. 11.2. Схемы однопролетной рамы
а – конструктивная; б – расчетная
В продольном направлении в расчетную схему рамы включается вырезанная двумя параллельными плоскостями ячейка здания, называемая расчетным блоком.
12. Определение постоянных нагрузок на раму.
На поперечную раму цеха действуют:
- постоянные нагрузки от веса несущих и ограждающих конструкций здания;
- временные – технологическая от мостовых кранов, подъемно-транспортного оборудования, рабочих площадок.
- временные атмосферные нагрузки – снеговая, ветровая.
Рама загружается распределенной нагрузкой
Рис. 12.1. Рама, загруженная распределенной нагрузкой
Расчетную
погонную нагрузку на ригель рамы q
определяют, умножая значение
,
кН/м^2, на ширину грузовой площади
(расстояние между ригелями) В,
м:
qn = q0B
Расчетная погонная постоянная нагрузка равна постоянной нагрузке на единицу площади умноженной на шаг ферм:
Нагрузка от кровли:
1. Ж/б плита;
2. Пароизоляция;
3. Утеплитель;
4. Стяжка цементная;
5. Гидроизоляционный слой.
13. Определение крановой нагрузки.
Рис. 13.1. К определению нагрузок на раму от мостовых кранов
а – схема расположения кранов на подкрановой балке; б – нагрузка от вертикального давления; в – нагрузка от торможения.
При движении колес мостового крана на крановые рельс передаются силы трех направлений:
1. Продольная сила Тк.п – колеса от сил торможения самого крана.
Вертикальная сила Fк – зависит от:
а) веса крана;
б) вес груза на крюке крана;
в) положение тележки на крановом мосту.
Для крановой нагрузки установлен коэффициент надежности по нагрузке
= 1,1 при периоде эксплуатации 50 лет.
Вертикальная нагрузка на подкрановые балки и колонны определяется от двух наиболее неблагоприятных кранов.
Расчетные усилия Dmax и Dmin передаваемые на колонну колесами крана определяют по линии влияния опорных реакций подкрановых балок при наиневыгоднейшем расположении кранов на балку:
Fi max – давление і-того колеса крана;
и
- коэффициенты надежности по нагрузке
и сочетания;
Fi max – нормативное и вертикальное усилие от одного колеса;
y – ордината линии влияния;
no = 1,05 – коэффициент учитывающий вес подкрановой конструкции.
-
коэффициент надежности по назначению
(0,95)
Q – Грузоподъемность крана в кН;
Qк – масса крана с тележкой;
no – число колес с одной стороны крана
Мmax = Dmax
Мmax = Dmax
Т – возникает от торможения тележки.
Характеристическое
значение горизонтального усилия
.
Горизонтальная расчетная сила Т передаваемая на раму определяется при том же положении крана:
