К расчету рам при разном шаге колонн
Такой расчет возможен при наличии горизонтальных связей по нижним поясам ферм или жесткого кровельного диска, обеспечивающих одинаковое смещение всех колонн блока.
При этом горизонтальное реактивное усилие в условной раме, возникающее от нагрузки в стержне, закрепляющем раму от смещения, определяется как сумма реактивных усилий в отдельных плоских рамах, после чего обычным способом определяется смещение условной рамы. По найденному смещению определяют усилия отдельно для каждой плоской рамы.
В общем случае, при неодинаковых шагах колонн по разным рядам, протяженность расчетного блока принимается равной шагу основных рам. При этом смещение всех рам блока принимается одинаковым.
После того как от каждой нагрузки в отдельности построены эпюры моментов в раме, составляют таблицу значений этих моментов для ряда сечений колонн и устанавливают наиневыгоднейшую комбинацию суммарного момента М и соответствующей ему продольной силы N. При этом учитывается как основное, так и дополнительное сочетание нагрузок (включающее ветровую нагрузку) введением для последнего коэффициента сочетаний 0,9 (для всех нагрузок, кроме постоянной).
В большинстве случаев максимальные расчетные моменты для подкрановой части колонн получаются в нижнем сечении у опоры. Расчетная комбинация, как правило, соответствует дополнительному сочетанию нагрузок.
В рамах, в узлах присоединения ригелей к колоннам (особенно по внутренним рядам), от вертикальной нагрузки, действующей на ригель, возникают большие опорные моменты. Их можно избежать, применив такую упругопластическую конструкцию прикрепления верхнего пояса фермы к колонне, которая могла бы передать нагрузку только до определенной величины, после чего, дойдя до предела текучести, она деформировалась бы и не могла бы воспринять больший момент.
Так, например, верхняя планка (фланец) толщиной 10 мм, поставленная на четыре болта с расстоянием между ними 130 мм (фигура Жесткое соединение фермы с колонной а) может передать усилие 6 т (если условно считать верхний вероятный предел текучести равным 33 кг/мм2).
При такой конструкции узла угол рамы может воспринять момент одного знака, равный около 13 тм (при высоте фермы на опоре 2,2 м). Этого момента может оказаться достаточно для передачи горизонтальных сил и тем самым для обеспечения необходимой жесткости цеха.
Таким образом, появляется возможность производить расчет рамы в предположении шарнирного соединения ригеля с колонной и в дальнейшем прикладывать к верху колонны момент, равный, например, 13 тм (в зависимости от принятой конструкции узла). Расчет рамы с шарнирным соединением ригеля достаточно прост и обычно производится методом сил.
Испытания действительной работы стальных каркасов промышленных зданий (М. М. Бердичевского, А. И. Кикина, Г. А. Шапиро2) подтвердили существенное влияние пространственной работы конструкций.
Вместе с тем эти испытания показали, что самым слабым местом в этих каркасах являются соединения элементов конструкций и их деталей, в особенности места присоединения подкрановых балок к колоннам, которые первыми воспринимают на себя динамическую нагрузку от кранов (удары). Этим объясняются, почему НиТУ предъявляют повышенные требования к конструкциям цехов с тяжелым режимом работы как в отношении креплений, так и в отношении поперечной жесткости, измеряемой горизонтальными прогибами колонн