Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Проектирование металлических конструкций многоэтажных каркасных зданий. Учебное пособие
.pdf
21
При сильном несоответствии жесткостей подобранных сечений
первоначально заданным характеристикам переходят ко второму
этапу, в котором для расчетной схемы изменяют типы жесткостей
на подобранные и выполняют перерасчет внутренних усилий. Эти
действия повторяются до тех пор, пока экстремальные значения
расчетных сочетаний усилий (РСУ) на текущем этапе не будут отличаться от соответствующих значений на предыдущем этапе не
более чем на 5%. В данном примере для получения приемлемой погрешности удалось достичь всего за три этапа. Так, окончательные
значения РСУ приведены в прил. 2.
22
4. КОНСТРУКТИВНЫЙ РАСЧЕТ НЕСУЩИХ
ЭЛЕМЕНТОВ КАРКАСА
Конструктивный расчет заключается в подборе сечения несущих элементов каркаса, а также в выполнении проверок подобранного сечения согласно соответствующим разделам действующих
норм. Так, для каждого элемента в зависимости от вида его напряженно-деформированного состояния необходимо выполнять проверки прочности, устойчивости, жесткости как стержня, а также
проверку устойчивости стенок и полок каждого из них. Следует заметить, что размеры прокатных двутавров, выпускаемых по отечественным нормативным документам, априори обеспечивают устойчивость их стенок и полок, и последние проверки можно и не выполнять, однако в [2] нет никаких указаний на этот счет.
В целях сокращения времени, затраченного на выполнения
курсового проекта, в данной работе проверки устойчивости стенок
и полок не выполняются для всех элементов, кроме колонн.
4.1. Расчет ригеля поперечной рамы крайнего шага
Ригель находится в условиях сложного напряженного состояния. Расчетные сочетания усилий для него приведены в табл. 7.
Таблица 7
N
(кН)
My
(кН*м)
Qz
(кН)
Mz
(кН*м)
Qy
(кН)
-49,60
-135,33
-103,07
0,82
-0,26
35,19
-158,82
122,70
0,24
0,05
29,73
-220,99
-140,19
0,35
-0,12
29,85
93,28
-2,27
-0,16
-0,12
23
Расчетные длины ригеля составляют:
– из плоскости рамы – расстояние между точками закрепления
ж/б панелей (3х6м)
м;
– в плоскости рамы из учета жесткого соединения ригеля с ко-
лоннами
м.
Предварительно определяется требуемая площадь поперечного
сечения двутавра, по формуле Ясинского
Кроме того, необходимо дополнительно отыскать требуемые
радиусы инерции сечения, исходя из условия, что предельная гибкость стержня равна 120 ([2], табл. 32 при α=1):
По сортаменту принимаем двутавр 35Ш1 по ГОСТ 26020-83 с ха-
рактеристиками:
,
Проверка прочности по формуле (106) [2] для всех вариантов
сочетаний из табл. 7:
24
условия прочности выполняются.
Для проверки устойчивости сжато-изгибаемого элемента, согласно п.9.2.2 [2], последовательно вычисляем:
– эксцентриситет
– относительный эксцентриситет
Приведенный относительный эксцентриситет вычисляется по
формуле (110) [2] , получить значения коэффициента
влияния формы при не представляется возможным.
Однако согласно табл. Д.2 [2] для симметричного двутаврового се-
чения, находящегося в условиях сжатия с изгибом, значения
В этом случае приведенный относительный эксцентриситет будет
иметь значение и согласно п.9.2.2 [2] проверку устойчи-
вости необходимо выполнять как для изгибаемых элементов по
формуле (70), согласно п.8.4.1 [2]:
где момент сопротивления сечения относительно оси х-х,
вычисленный для сжатого пояса; момент сопротивления се-
чения относительно оси y-y; кН/см
2
при толщине проката
от 2 до 20мм (табл. В 5.5 [2]); (табл. 1 [2]); коэффици-
ент устойчивости при изгибе, определяемый по прил. Ж [2].
Для определения коэффициента устойчивости
последова-
тельно вычислим:
– момент инерции двутавра при кручении (прил. Д [2])
25
– коэффициент (формула (Ж.4) [2])
– коэффициент (табл. Ж.1 [2] при двух и более закреплениях
сжатого пояса в пролете, в соответствии с требованиями
п. 9.2.5 [2])
– коэффициент
(формула (Ж.3) [2])
– коэффициент
(формула (Ж.2) [2])
поэто-
му
Проверка общей устойчивости изгибаемых элементов по формуле (70), согласно п.8.4.1 [2]:
условие выполняется.
Переходим к проверке устойчивости ригеля из плоскости рамы
по формуле (111) [2]:
где коэффициент с определяется в зависимости от величины относительного эксцентриситета mx, который, в свою очередь, принимается в соответствии с требованиями п. 9.2.5 и 9.2.6 [2].
В рассматриваемом случае по п.9.2.6 [2]
следовательно, с находится по формуле (113) [2]
26
где коэффициент был вычислен ранее, по табл. Д.1
для типа сечения «b» [2] при условной гибкости
Так как
, то сравнивать найденное значение с
с с
max
(прил. Д [2]) нет необходимости.
Проверяем устойчивость ригеля из плоскости рамы
условие выполняется.
4.2. Расчет ригеля поперечной рамы среднего шага
Ригель находится в условиях сложного напряженного состояния. Расчетные сочетания усилий для него приведены в табл. 8.
Таблица 8
N
(кН)
My
(кНм)
Qz
(кН)
Mz
(кНм)
Qy
(кН)
-14,27
-226,78
-146,38
0,58
-0,18
41,03
-168,09
-130,28
0,41
-0,11
31,30
-270,67
-159,00
0,30
-0,07
31,48
109,43
0,90
-0,01
-0,08
Расчетные длины ригеля составляют:
– из плоскости рамы – расстояние между точками закрепления
ж/б панелей (3х6м)
м;
– в плоскости рамы из учета жесткого соединения ригеля с ко-
лоннами
м.
27
Предварительно определяется требуемая площадь поперечного
сечения двутавра, по формуле Ясинского
Кроме того, необходимо дополнительно отыскать требуемые
радиусы инерции сечения, исходя из условия, что предельная гибкость стержня равна 120 ([2], табл. 32 при α=1):
По сортаменту принимаем двутавр 35Ш3 по ГОСТ 26020-83 с
характеристиками:
,
Проверка прочности по формуле (106) [2] для всех вариантов
сочетаний из табл. 8
условия прочности выполняются.
Для проверки устойчивости сжато-изгибаемого элемента
(1-я строка табл. 8), согласно п.9.2.2 [2], последовательно вычисляем:
– эксцентриситет
28
– относительный эксцентриситет
Приведенный относительный эксцентриситет вычисляется по
формуле (110) [2] , получить значения коэффициента
влияния формы при не представляется возмож-
ным. Однако согласно табл. Д.2 [2], для симметричного двутаврового сечения, находящегося в условиях сжатия с изгибом, значения
В этом случае приведенный относительный эксцентриситет
будет иметь значение и, согласно п.9.2.2 [2], проверку
устойчивости необходимо выполнять как для изгибаемых элементов по формуле (70) согласно п.8.4.1 [2]:
где
– расчетные усилия, соответствующие 3-й строке табл. 8;
момент сопротивления сечения относительно оси х-х,
вычисленный для сжатого пояса; момент сопротивления се-
чения относительно оси y-y; кН/см
2
при толщине проката
от 2 до 20мм (табл. В.5 [2]); (табл. 1 [6]); коэффициент
устойчивости при изгибе, определяемый по прил. Ж [2].
Для определения коэффициента устойчивости
последова-
тельно вычислим:
– момент инерции двутавра при кручении (прил. Д [2])
– коэффициент (формула (Ж.4) [2])
– коэффициент (табл. Ж.1 при двух и более закреплениях
сжатого пояса в пролете, в соответствии с требованиями
п. 9.2.5 [2])
29
– коэффициент
(формула (Ж.3) [2])
– коэффициент
(формула (Ж.2) [2])
поэтому
Проверка общей устойчивости изгибаемых элементов по формуле (70), согласно п.8.4.1 [2]:
условия выполняются.
4.3. Расчет продольного ригеля
Расчетные сочетания усилия элемента представлены в табл. 9.
Согласно данным РСУ продольный ригель находится в условиях
сжатия с изгибом, а также растяжения с изгибом в плоскости
наибольшей жесткости сечения.
Таблица 9
N
(кН)
My
(кНм)
Qz
(кН)
Mz
(кНм)
Qy
(кН)
-14,25
2,23
0,00
0,00
0,00
57,94
-21,48
28,80
0,06
0,04
-7,47
64,91
0,00
0,00
0,16
8,49
64,46
3,61
0,03
0,38
Расчетные длины элемента составляют:
– в плоскости изгибающего момента (в плоскости продольной
рамы)
30
– из плоскости изгибающего момента
Предварительно определяется требуемая площадь поперечного
сечения двутавра по формуле Ясинского
Требуемые радиусы инерции сечения, исходя из условия, что
предельная гибкость стержня равна 150 ([2], табл. 32 при α = 1):
По сортаменту принимаем двутавр 26Ш1 по ГОСТ 26020-83 с
характеристиками:
,
Фактические гибкости элемента
Проверка прочности элемента, подверженного одновременному воздействию продольной силы с изгибом по формуле (106) [2]:
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]