3.3.4. Задание материалов для стальных конструкций

Для расчета верхней и нижней части колонны необходимо знать их расчетные длины в плоскости и из плоскости поперечной рамы. В рамках курсового проекта для определения расчетных длин колонн воспользуемся [3]. В соответствии с расчетной схемой рамы условия закрепления верхнего конца колонны – конец, закрепленный только от поворота. В этом случае коэффициент  для нижнего участка колонны в плоскости рамы равен 2, для верхнего участка – 3. Расчетные длины колонн из плоскости рамы принимаются равными расстояниям между закрепленными от сдвига из плоскости рамы точками. Для данной задачи расчетная длина нижней части колонны из плоскости рамы равна ее геометрической длине, верхней части колонны – расстоянию от уровня крепления тормозной конструкции до уровня распорки по колоннам в плоскости нижних поясов ферм.

В диалоговом окне Жесткости и материалы в списке типов жесткостей выделите курсором тип жесткости 2. Раздвинутые двутавры и щелкните по кнопке Назначить текущим.

В диалоговом окне Жесткости и материалы щелкните по третьей закладке Сталь (Задание параметров для стальных конструкций).

Далее включите радио-кнопку Материал и щелкните по кнопке Добавить.

В ниспадающем списке Сталь выберите как у ветви (характеристики стали для расчета элемента в целом принимаются равными характеристикам стали указанного элемента). Тип решетки –Раскоская.

В поле Ветвь в ниспадающем списке Сталь выберите сталь С245.

Примечание: когда тип соединительной решетки задается впервые или меняется, то файл и профиль соединительной решетки неизвестны. По умолчанию, для подбора используется файл равнополочных уголков и файл листов, а проверку сечения делать нельзя. Чтобы провести проверку сечения вновь назначенной соединительной решетки, надо вернуться к закладке. В закладке задаться исходные данные для расчета элементов, подвергающихся воздействию осевой силы с изгибом Состав и задать на ней файл и профиль соединительной решетки.

В поле Раскос соединительной решетки в ниспадающем списке Тип профиля выберите Равнополочный уголок; в ниспадающем списке Сортамент выберите Уголок равнополочный, в ниспадающем списке Профиль – 100 x 100 x 10, в ниспадающем списке Таблица сталей – Стали по СНиП II-23-81* в ниспадающем списке Сталь – С245. Нажмите кнопку ОК.

Затем в диалоговом окне Жесткости и материалы включите радио-кнопку Дополнительные характеристики и щелкните по кнопке Добавить.

В новом окне Параметры задайте параметры для нижней части колонны:

в поле Тип элемента включите радио-кнопку Колонна.

Коэффициенты условий работы и надежности – задание коэффициентов используется при расчете элементов по прочности, общей и местной устойчивости. Коэффициенты условий работы γ_с c задаются как для всего сечения, так и для каждого элемента сечения отдельно. Если γ_с c для элемента сечения отличается от γ_с всего сечения, они будут использованы для проверок устойчивости этого элемента сечения. Например, коэффициент условий работы элемента «ветвь» будет использован при проверке устойчивости ветви. Коэффициент надежности по назначению γ_n задается единый для всего сечения.

Шаг решетки – расстояние между узлами соединительной решетки или между планками в свету. Если заданный шаг решетки 0, принимается, что шаг решетки таков, что ее наклон к осям ветвей равен 60 градусов.

Расчетные длины – задание расчетных длин элементов относительно местных осей Z1 и Y1. Используется при отключенном флажке «использовать коэффициенты к длине конструктивного элемента». Расчетные длины задаются в единицах измерения геометрии.

Коэффициенты длины – задание коэффициентов длины относительно местных осей Z1 и Y1. Используется при выставленном флажке «использовать коэффициенты к длине конструктивного элемента». Для получения расчетных длин при запуске расчета вычисляется геометрическая длина элемента (или конструктивного элемента, если ведется расчет конструктивного элемента), которая умножается на соответствующий коэффициент длины.

Расчетные длины ветвей задаются для расчета в плоскости, перпендикулярной плоскости соединительной решетки. Расчетные длины ветвей нужны для расчета двухветвенной колонны.

Предельная гибкость – задание предельной гибкости. Предельная гибкость на растяжение всегда задается числом. Предельная гибкость при сжатии может также задаваться случаем из таблицы 19 * СНиП II -23-81 * с помощью радио-кнопок, которые охватывают те случаи, в которых при вычислении предельной гибкости используется коэффициент α из таблицы 19 * СНиП II -23-81 *. По умолчанию предельная гибкость при растяжении равна 300.

Задайте параметр Шаг решетки=2.4 м.

В разделе Расчетные длины в строках ввода задайте следующие значения для стержня относительно оси Z1 = 10.4, относительно оси Y1= 24.49.

Все остальные параметры остаются заданными по умолчанию.

Для ввода данных щелкните по кнопке ОК.

В диалоговом окне Жесткости и материалы на закладке Сталь (Задание параметров для стальных конструкций) обратите внимание на ради-кнопку Ограничение подбора. В поле Ограничение подбора задаются:

1) допустимые габариты подбираемого сечения;

2) минимальная толщина его стенок и полок;

3) ставить ли ребра жесткости. Используется для балок, в колоннах ребра жесткости расставляются всегда, если гибкость стенки превышает 3,2 (E / Ry).

Это поле необходимо учитывать для наиболее рационального варианта подбора сечения с точки зрения материалоемкости при максимальном учете всех критериев устойчивости, гибкости и др.

В диалоговом окне Жесткости и материалы в списке типов жесткостей выделите курсором тип жесткости 1. Составной двутавр и щелкните по кнопке Назначить текущим.

После этого для задания материалов стальных конструкций, в диалоговом окне Жесткости и материалы щелкните по третьей закладке Сталь (Задание параметров для стальных конструкций).

Далее включите радио-кнопку Материал и щелкните по кнопке Добавить.

На экран выводится диалоговое окно Параметры. В ниспадающем списке Сталь выберите как у пояса. В поле Пояс в ниспадающем списке Таблица сталей выберите Стали по СНиП II-23-81* в ниспадающем списке Сталь выберите сталь С245. В поле Стенка в ниспадающем списке Таблица сталей выберите Стали по СНиП II-23-81* в ниспадающем списке Сталь выберите сталь С245.

Для ввода данных щелкните по кнопке ОК.

В диалоговом окне Жесткости и материалы включите радио-кнопку Дополнительные характеристики и щелкните по кнопке Добавить.

В новом окне Параметры задайте параметры для элементов надкрановой части колонны над уступом колонны:

В поле Тип элемента включите радио-кнопку Колонна.

В разделе Расчетные длины в строках ввода задайте следующие значения для стержня относительно оси Z1 = 1.65 (расстояние от уступа до узла приложения тормозной нагрузки), относительно оси Y1=17.4 (5.8·3, где 5.8 – расстояние от уступа колонны до нижнего пояса фермы), Фb=1.65 м.

Примечание. Расчетная длина для вычисления Фb необходима для проверки устойчивости внецентренно-сжатого стержня открытого сечения из плоскости действия момента: N/(c∙φ_y) <R_y∙γ_c (п. 5.30 СНиП II-23-81*), где с при больших эксцентриситетах зависит от φ_b. В общем случае расчетная длина l_ef для вычисления φ_b не равна расчетной длине l_y1 или l_z1, применяемым для вычисления φ_y. Поэтому приходится задавать l_ef особо. В расчете стержней замкнутого сечения или при малых эксцентриситетах стержней открытого сечения величина l_ef не участвует.

В поле Комментарий задайте надкрановая часть (над уступом). Нажмите кнопку ОК.

Аналогично создайте дополнительные характеристики для участоков колонн от узла приложения тормозной нагрузки до нижнего пояса фермы. В разделе Расчетные длины в строках ввода задайте следующие значения для стержня относительно оси Z1 = 4.15, относительно оси Y1=17.4, Фb=4.15 м.

Для расчета φ_b в СТК-САПР данный параметр принимается как для внецентренно-сжатого элемента, у которого m_ef>20. В этом случае необходимо задавать параметр Для расчета Фb, равным расчетной длине колонны из плоскости рамы.

В поле Комментарий задайте надкрановая часть. Нажмите кнопку ОК.

В диалоговом окне Жесткости и материалы в списке типов жесткостей выделите курсором тип жесткости 3. Два уголка 70 х 70 х 10 и щелкните по кнопке Назначить текущим.

После этого для задания материалов стальных конструкций, в диалоговом окне Жесткости и материалы щелкните по третьей закладке Сталь. Далее включите радио-кнопку Материал и щелкните по кнопке Добавить.

На экран выводится диалоговое окно Параметры, в котором в раскрывающемся списке Таблица сталей выберите строку Стали по СНиП II-23-81*, а в раскрывающемся списке Сталь выберите класс стали С245 (будет использоваться для всех элементов фермы). В поле Комментарий задайте элементы фермы. Для ввода данных щелкните по кнопке ОК.

Затем в диалоговом окне Жесткости и материалы включите радио-кнопку Дополнительные характеристики и щелкните по кнопке Добавить.

В новом окне Параметры задайте параметры для стоек фермы: в поле Тип элемента включите радио-кнопку Ферменный.

В поле Коэффициенты условий работы и надежности введите в строке по устойчивости=0.95, по прочности=0.95 (см. п. 3 табл. 6* [1]).

В поле Предельная гибкость включите радио-кнопку неопорный элемент решетки фермы.

В поле Расчетные длины установите флажок использовать коэффициенты длины. Задайте коэффициент длины относительно оси Z1 Kz = 1; коэффициент длины относительно оси Y1 Ky = 0,8.

 Напоминаем, что Z1 и Y1 – это местные оси стержней. Посмотреть их направление можно с помощью окна Флаги рисования. В данной задаче расчетная длина по оси Y1 будет отвечать расчетной длине lef в плоскости фермы, а относительно оси Z1 - из плоскости фермы (см. табл. 11 [1]).

Нажмите кнопку ОК.

Аналогичным образом задайте материалы для раскосов. При этом отдельно скопируйте дополнительные характеристики для опорных раскосов, у которого коэффициент для определения расчетной длины относительно оси Y1 задайте равным 0.5 (с учетом конечно устанавливаемого шпренгеля). Для остальных раскосов расчетную длину определите самостоятельно [3].

Назначьте текущим тип жесткости 5. Два уголка 100 х 100 х 10. В диалоговом окне Жесткости и материалы щелкните по третьей закладке Сталь, включите радио-кнопку Дополнительные характеристики и щелкните по кнопке Добавить.

В новом окне Параметры (рис.3.14) задайте параметры для нижнкего пояса фермы:

в поле Тип элемента включите радио-кнопку Ферменный;

в поле Коэффициенты условий работы и надежности введите в строке по устойчивости=0.95, по прочности=0.95 (см. п. 3 табл. 6* [1]);

в поле Предельная гибкость включите радио-кнопку элемент пояса или опорный раскос фермы;

в разделе на растяжение введите значение 400;

В разделе Расчетные длины в строках ввода задайте следующие значения для стержня относительно оси Z1 = 6м, относительно оси Y1=6м.

Все остальные параметры остаются заданными по умолчанию. Для ввода данных щелкните по кнопке ОК.

Назначьте текущим тип жесткости 6. Два уголка 160 х 160 х 10. В диалоговом окне Жесткости и материалы щелкните по третьей закладке Сталь, включите радио-кнопку Дополнительные характеристики и щелкните по кнопке Добавить.

В новом окне Параметры (рис.3.14) задайте параметры для нижнкего пояса фермы:

в поле Тип элемента включите радио-кнопку Ферменный;

в поле Коэффициенты условий работы и надежности введите в строке по устойчивости=0.95, по прочности=0.95 (см. п. 3 табл. 6* [1]);

в поле Предельная гибкость включите радио-кнопку элемент пояса или опорный раскос фермы;

в разделе на растяжение введите значение 400;

В разделе Расчетные длины в строках ввода задайте следующие значения для стержня относительно оси Z1 = 6м, относительно оси Y1=3м.

Все остальные параметры остаются заданными по умолчанию. Для ввода данных щелкните по кнопке ОК.

Нажмите кнопку для упорядочения списков материала и дополнительных характеристик. Для перенумирации списков материала и дополнительных характеристик нажмите кноку .