Нагрузка от подвесных кранов
В курсовом проекте при сравнительно небольших планировочных размерах задания количество подвесных кранов в каждом пролете следует принимать не более одного. В этом случае неблагоприятное по своему воздействию на ригель расположение кранов будет соответствовать схемам по варианту 1 или варианту 2.
Максимальное и минимальное значение давления кареток крана на ригель можно вычислить по формулам:
− максимальное давление катка на балку
кранового пути (нормативное значение);
определяется по таблице П18;
− коэффициент
надежности для крановой нагрузки;
− коэффициент
сочетаний крановой нагрузки при учете
одного крана;
Минимальное давление катка на балку кранового пути:
− грузоподъемность
крана;
− масса
крана, устанавливается по таблице П18 в
зависимости от грузоподъемности крана.
Расчетное значение горизонтальной нагрузки:
− Вес тележки крана;
− база
крана;
− шаг ригелей.
Статический расчет поперечной рамы
Статический расчет поперечной рамы выполняется отдельно для каждой из установленных в предыдущем разделе нагрузки: постоянной, снеговой, ветровой, вертикальной и горизонтальной крановой нагрузок. Расчет предпочтительнее производить на РС по специальным расчетным программам или, если расчетная схема достаточно простая, вручную с использованием формул или вспомогательных таблиц, представленных в соответствующих справочниках и пособиях для проектировщиков. Для компьютерного расчета существуют программы: „Радиус”, „Мираж”, „Лира”, „Космос” и др. При ручном расчете можно воспользоваться таблицей П6 приложения, где приводятся данные, для расчета некоторых часто встречающиеся в проектной практике схем рам. В результате расчета определяются усилия (M; N; Q) в стойках и ригеле рамы. Результаты расчета удобно представить в табличной форме (таблицы П3, П4).
Составление расчетных комбинаций усилий.
Расчет конструкций по предельным состояниям первой и второй групп следует выполнять с учетом неблагоприятных сочетаний нагрузок. Эти сочетания устанавливаются из анализа реальных вариантов одновременного действия различных нагрузок с учетом возможности появления различных схем приложения временных нагрузок или при отсутствии некоторых из них. В курсовом проекте рассматриваются основные сочетания, состоящие из постоянных и временных нагрузок. При составлении расчетных комбинаций усилий в раме в соответствии с рекомендациями СНиП 2.01.07-85* применяются две схемы сочетаний:
1. Усилия от постоянной и одной наиболее неблагоприятной временной нагрузки. Коэффициент сочетаний для временной нагрузки = 1,0.
2. Усилия от постоянной и не менее двух наиболее неблагоприятных временных нагрузок. В этом случае временные нагрузки следует умножать на коэффициент сочетаний для кратковременных нагрузок = 0,9.
Возможные комбинации расчетных усилий удобно записать по форме таблицы П5.
9. Расчет и конструирование элементов рамы.
Расчет прогона.
При
малоуклонной кровле (если
)
скатная составляющая в напряженном
состоянии прогона обычно не учитывается
и расчет прогона выполняется на нагрузку,
действующую в плоскости стенки.
Погонная равномерно распределенная нагрузка на прогон на участке покрытия, имеющего профиль без резких перепадов высот, определяется как сумма постоянной и снеговой нагрузок:
− расчетные
значения постоянной и снеговой нагрузи
на 1кв.м площади покрытия;
− шаг
прогонов.
Максимальный изгибающий момент в прогоне:
− расчетный
пролет прогона, соответствует шагу
ригелей.
Требуемый момент сопротивления:
− расчетное
сопротивление материала прогона; в
соответствии со СНиП II-23-81* прогоны
относятся к группе 3, для которой
допускается применение стали С235;
значения
принимаются по таблице 51, СНиП II-23-81*;
− коэффициент
условий работы; в курсовом проекте для
прогонов можно принять
Сечение
прогона подбирается по сортаменту в
зависимости от принятой формы сечения
. При этом необходимо обеспечить условие:
− момент
сопротивления принятого сечения прогона
Проверка жесткости прогона.
Расчет конструкций по прогибам (расчет по 2-й группе предельных состояний) выполняется на нормативные нагрузки. При этом постоянная нагрузка учитывается полностью, а для временной (снеговой) нагрузки допускается учитывать только длительную ее составляющую, значение которой 0,5Sg. Нормативное значение погонной нагрузки на прогон определяется по формуле:
− нормативное
значение постоянной и расчетное значение
снеговой нагрузки на 1 кв.м площади
покрытия.
Прогиб
прогона от нормативной нагрузки:
Условие
обеспечения необходимой жесткости
прогона:
;
− предельный
прогиб прогона (таблица П17).
Расчет и конструирование ригеля сплошного сечения.
Современные достижения в технологии изготовления металлических конструкций, уровень развития программного обеспечения ЭВМ, позволяют проектировать ригели сплошностенчатых рам весьма разнообразной конструктивной формы. Некоторые из возможных конструктивных форм ригелей рам представлены в таблице 3 .
Рациональную с точки зрения расхода стали, трудоемкости изготовления и монтажа конструкцию в каждом конкретном случае следует выбирать по результатам сравнения вариантов. В курсовом проекте конструктивная форма ригеля устанавливается по согласованию с руководителем.
Расчетные усилия выбираются из таблицы П5 таким образом, чтобы значение изгибающего момента было максимальным (без учета знака усилия). Максимальный изгибающий момент вместе с соответствующими продольной и поперечной силами составляет расчетную комбинацию усилия для проверки прочности ригеля. Поскольку доля продольной силы в формировании напряженного состояния ригеля небольшая, подбор сечения ригеля можно осуществлять только по изгибающему моменту.
Из условия обеспечения прочности ригеля в расчетном сечении:
находится требуемый момент сопротивления
− расчетное
сопротивление материала ригеля
− принимается по табл.6 СНиП II-23-81*.
По сортаменту находится ближайшее сечение двутавра, для которого выполняется условие ( − момент сопротивления принятого сечения ригеля).
Таблица 3
Наименование конструктивной схемы ригеля |
Конструктивная схема ригеля |
Характеристика |
Прокатные или сварные двутавры постоянного сечения с условн. гибкостью стенки λω ≤ 5,5
|
|
Масса ригеля на 1м2 покрытия m = 25÷30 кг/м2 |
Сварные двутавры постоянного сечения с условн. гибкостью стенки λω > 5,5
|
|
λω = 6÷10 m = 20÷25 кг/м2 |
Сварные двутавры с перфорированной стенкой
|
|
m = 15÷20 кг/м2 |
Сварные двутавры с гофрированной стенкой
|
|
λω = 10÷15 tω = 2,5÷4 мм m = 15÷20 кг/м2 |
Сварные двутавры переменной жесткости
|
|
m = 20÷25 кг/м2 |
Проверку прочности принятого сечения ригеля для наиболее неблагоприятной комбинации усилий следует выполнять по формуле:
− значения
продольной силы и изгибающего момента
в ригеле для расчетной комбинации
усилий;
− площадь сечения ригеля;
− момент
сопротивления ригеля.
Стенку ригеля в месте сопряжения ригеля со стойкой рамы следует проверять на прочность по приведенным напряжениям по формуле:
