Визначення зусиль у перерізах поперечної рами

У даному прикладі статичний розрахунок поперечної рами виконується за формулами додатку Д 4.2. Виходячи із орієнтовних жорсткісних характеристик та позначень на рис. 3.17, обчислимо допоміжні параметри та коефіцієнти розрахункової схеми:

Рис. 3.17. Розрахункова схема рами

Визначаємо співвідношення жорсткостей підкранової та надкранової частин колони:

;

е₁=0.20 м;

м;

;

;

.

0. Навантаження від власної ваги конструкцій:

кН;

М₀= –226.8·0.2= – 45.36 кН м;

М₁=1.805·5.33 – 45.36= – 35.74 кН м;

кНм;

кНм;

кН;

кН;

кН;

кН;

кН;

кН.

Снігове навантаження:

кН,

де Х визначено аналогічно навантаженню від власної ваги конструкцій.

кНм;

кНм;

кНм;

кНм;

кН;

кН.

Вертикальне кранове навантаження:

;

Навантаження на ліву колону:

кНм;

кНм;

кНм;

кН;

кН.

На праву колону:

кНм;

кНм;

кНм;

кН;

кН.

Горизонтальне кранове навантаження:

Навантаження далі враховується зі знаком „±”, епюри побудовані лише для знака „+”.

На ліву колону:

кНм;

кНм;

кНм;

кНм;

;

кН;

кН.

На праву колону:

кНм;

кНм;

;

кН.

Вітрове навантаження:

;

;

;

кН;

кН.

На ліву колону:

кНм;

кНм;

кН;

кН.

На праву колону:

кНм;

кНм;

кН;

кН.

Результати розрахунку наведені на рис. 3.18, вміщені в таблицю розрахункових сполучень зусиль (табл. 4.6) у перерізах лівої колони рами, причому перерізу 1–1 відповідає переріз над уступом ступінчастої колони, 2–2 – переріз під уступом, 3–3 – переріз у рівні сполучення колони з фундаментом.

Рис. 3.18. Епюри зусиль від навантажень:

а – постійного; б – снігового; в – вертикального кранового;

г – кранового гальмівного; д – вітрового

Приклад 3.2. Обчислити навантаження та визначити зусилля в колоні рами за даними прикладу 2.2.

Р озрахункова схема (рис. 3.19) складається на основі конструктивної схеми (див. рис. 2.14), сформована як стержньова, стояки якої розташовані по осям, що проходять через центри ваги перерізів колон, а ригель змодельовано стержнем, розташованим у рівні нижнього поясу ферми. З’єднання ригеля з колонами приймається шарнірним, при цьому е₁ = 400/2 - 200 = 0. Спряження колон із фундаментом – жорстке. Підкранова консоль розміщена по конструктивній осі консолі та змодельована двома ділянками: перша – довжиною 350 мм у межах конструкції консолі, та 200 мм – у межах тіла колони (ділянка безкінечної жорсткості). Вузли 2 та 9 – відповідають середині нижньої ділянки колони, 6 та 13 – рівню верхніх поясів підкранових балок.

Рис 3.19. Розрахункова схема рами

На рис. 3.19 наведено розрахункову схему для подальшого розрахунку програмними засобами на ПК із нумерацією вузлів та типів жорсткостей (в прямокутних рамках).

Відповідно до прийнятих попередньо відомостей про перерізи стержнів у розрахунки вводяться такі згинальні та поздовжні жорсткості:

– колони та консолі

І₁ = 20000 см⁴; ЕІ₁ = 4,1·10⁴ кН·м²; А = 50 см²; ЕА₁ = 2,06·10⁶ кН.

– ригеля: ЕІ₂ = 3,25·10⁶ кН·м² ; ЕА₂ = 1,65·10⁶ кН.

Тут попередньо згинальна жорсткість колони визначена за формулою (3.26):

де N – поздовжнє зусилля в колоні від постійного навантаження і снігу, D_max – поздовжнє зусилля від крана (будуть розглянуті далі); осьова жорсткість за (3.27) або (3.29) А = 4І₁/h² = 4·20000/40² = 50 см².

Наскрізний ригель замінено на еквівалентний за жорсткістю суцільний, момент інерції якого визначено за формулою (3.23) як:

для ферм з і = 1:15 μ = 0,8; A_f1 та A_f2 – площі перерізу поясів; Z₁ та Z₂ – відстані від центрів ваги перерізів поясів до нейтральної осі ферми в перерізі посередині прольоту. Відомості про ферму взяті із типового рішення. Крім того можна скористуватися формулами (3.24) та (3.25).

Для ручного розрахунку необхідним є лише співвідношення жорсткос-тей, тут можна скористатися формулами додатку Д 4.2 при n = 1.