Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Расчет поперечной рамы одноэтажного здания, оборудованного мостовыми кранами. Методические указания к выполнению курсового проекта по дисциплине «Желе
.pdf
крановых нагрузок. Поэтому оставим в модели воздействие ветра только слева,
а также весь комплекс крановых нагрузок.
Исключение одной из нагрузок потребует при анализе результатов
рассматривать одновременно и левую, и правую части рамы.
Рис. 11. Ветровая нагрузка
Загружение №5. Крановая нагрузка на центральную колонну
Выпишем из табл. П3.3 [2] параметры крана.
Грузоподъемность крана Q = 200 кН.
Расстояние между упорами крана B = 6,2 м.
Расстояние между колесами крана вдоль подкрановой балки Acr = 5 м. Для
кранов грузоподъемностью 80 т и более: Acr – то же расстояние между
внутренними колесами крана.
Максимальная нагрузка от одного колеса крана F
= F1 = 200 кН.
max
Собственный вес тележки Gт = 63 кН.
Собственный вес крана с тележкой mk = 332 кН.
Количество колес на одной стороне крана n0 = 2.
Максимальное давление крана и величина F
соответствуют ситуации,
max
когда тележка крана максимально приближена к подкрановой балке, и при этом
поднимается максимальный груз. В этот момент на противоположной стороне
31
моста крана колеса оказывают давление силой F
max
0
min
F
n
mQ
F
k
формуле
= 66 кН.
, которая вычисляется по
min
Колеса крана с нагрузкой F
окажут максимальное воздействие на
max
колонну каркаса в том случае, если колеса крана будут расположены как можно
ближе к рассчитываемой раме. Через подкрановую балку некоторая часть
нагрузки F
передается на рассчитываемую раму, другая часть – на соседнюю
max
раму. Вычисление нагрузки, передающейся на рассчитываемую раму от сил
F
, удобно производить по линиям влияния опорных реакций подкрановых
max
балок. На рис. 5 показаны линии влияния опорных реакций разрезных балок, а
также наиболее невыгодное расположение двух мостовых кранов. Крайнее
колесо одного крана размещается по оси рамы, другие колеса – в соответствии
с размерами Acr и B. Второй кран располагается как можно ближе к первому на
соседней подкрановой балке. На линиях влияния подписаны ординаты yi – та
часть (от единицы) нагрузки F
, которая передается на рассчитываемую раму.
max
Максимальное давление вычисляется по формуле D
max
=
F
f
yi =
max
554,64 кН,
где = 0,85 – коэффициент сочетаний для нагрузок от двух кранов
режимов работы 1К…6К; для режимов работы 7К, 8К принимается = 0,95
(п.4.17 [1]);
= 1,1 – коэффициент надежности по нагрузке для крановых нагрузок
f
(п.4.8 [1]);
yi = 2,966 – сумма ординат линий влияния.
Давление на противоположной стороне моста крана:
D
=
min
yi = 183,03 кН.
f Fmin
32
0
max
n
GQ
T
т
Рис. 12. Крановая нагрузка
Нагрузки, соответствующие максимальному давлению кранов на
центральную колонну, показаны на рис. 12.
Загружение №6. Тормозная нагрузка на центральную колонну
Аналогично крановым нагрузкам от вертикального давления колес,
тормозные горизонтальные нагрузки через колеса крана передаются на
подкрановые конструкции и далее на колонну рамы. Это позволяет вычислять
тормозные нагрузки аналогично нагрузке D
горизонтальную силу T
max
.
с заменой силы F
max
Нормативная величина силы от торможения тележки с грузом вычисляется
по п.4.4 [1]:
= 6,57 кН,
где = 0,05 – коэффициент перехода от вертикальных нагрузок к
горизонтальным для тележки с гибким подвесом груза (на тросах).
max
на
33
Рис. 13. Тормозная нагрузка
Тормозная нагрузка вычисляется по формуле T =
f Tmax
yi = 18,22 кН и
прикладывается к каркасу в уровне кранового рельса.
Тормозная нагрузка на центральную колонну показана на рис. 13. Она
может быть направлена как в одну, так и в другую сторону, и поэтому должна
быть описана как знакопеременная.
После компоновки поперечной рамы, создания ее геометрической схемы,
вычисления нагрузок и определения в первом приближении сечений элементов
выполняется моделирование рамы.
Рассмотрим на численном примере стадии создания модели после загрузки
программы «SCAD Structure». [3]
1. Создать новый проект со схемой типа 2 (плоская рама).
2. Перейти к работе с расчетной схемой и выбрать закладку «Схема».
Для начала необходимо нарисовать фермы. Для этого вначале необходимо
добавить узлы с номерами 1…14, выделенными на рис. 7 квадратами.
3. Нажать кнопку «Ввод узлов».
4. В открывшемся окне «Ввод узлов» необходимо последовательно ввести
координаты узлов с подтверждением ввода каждого узла кнопкой «Добавить».
В табл. 4 приведены координаты узлов левой фермы (ось А-Б).
34
Координаты узлов левой фермы
Узел
Х (м)
Z (м)
1
0
14,4 2 6
14,4
3
12
14,4
4
18
14,4
5
23,98
14,4 6 0
17,1 7 3
17,1
8
6
17,1
9
9
17,1
10
12
17,1
11
15
17,1
12
18
17,1
13
21
17,1
14
23,98
17,1
Таблица 4
В процессе ввода узлов можно контролировать их нумерацию, если в
панели «Фильтры отображения» нажать кнопку «Номера узлов».
После ввода узлов их необходимо объединить конечными элементами.
5. Нажать кнопку «Элементы».
6. В сменившейся панели инструментов нажать кнопку «Добавление
стержней», после чего указанием мышью на узлы элемента ввести стержни
между узлами 1-2, 2-3,3-4,4-5,1-6,1-7 и так далее (см рис. 7)
7. Ферму в осях А - Б можно скопировать в оси Б – В.
Для этого необходимо перейти на закладку «Узлы и элементы», при
активной кнопке «Элементы» нажать кнопку «Отметка элементов», отметить
копируемую ферму, перейти на закладку «Схема», нажать кнопку
«Копирование фрагмента схемы».
35
В открывшемся окне «Копирование части схемы»:
установить режим копирования в направлении оси X;
заполнить таблицу с величинами шагов и количеством операций
копирования (в данном задании шаг =24,02м, кол-во=1);
подтвердить действия нажатием кнопки «OK».
На изображении модели появятся будущие результаты копирования. В
появившемся окне выбора дальнейших действий необходимо либо оставить
результаты копирования, либо отказаться от них.
На закладке «Узлы и элементы» можно нажать кнопку «Отказ» для снятия
отметок с фермы в осях А-Б.
Соединение центральной колонны с двумя фермами необходимо
выполнить, как показано на рис. 7 узел А. Для этого необходимо ввести узел 31
и соединить элементами узлы 5-31 и 16-31.
Далее в модель необходимо добавить узлы колонн с номерами 33…89,
выделенные на рис. 7 квадратами. Узлы колонн вводятся аналогично п.3-4
После ввода узлов колонн их необходимо объединить конечными
элементами.
8. Нажать кнопку «Элементы».
9. В сменившейся панели инструментов нажать кнопку «Добавление
стержней», после чего указанием мышью на узлы элемента ввести стержни
между ними (см рис. 7)
Программа «SCAD Structure» имеет особенность ввода вертикальных
стержней: они обязательно должны быть введены «снизу вверх».
Узлы примыкания фермы к колоннам проектируются шарнирными,
поэтому необходимо добавить шарниры в узлах 1,5,16 и 20, то есть добавить
концевые шарниры. Это рассматривается в пунктах 10…13.
10. Нажать кнопку «Установка шарниров».
11. В открывшемся окне «Условия примыкания стержней»:
36
a) включить флажок «UY» (поворот относительно оси Y) для освобождения
угловых связей в конечном узле элемента (по терминологии «SCAD Structure»,
конечный узел любого элемента – это «Узел 2»);
б) подтвердить выполненные установки кнопкой «OK».
12. Указателем мыши выбрать верхние части левой и правой колонн.
Аналогично ввести шарниры в элементы, соединяющие узлы 5-31 и 16-31.
13. Подтвердить выполненные действия кнопкой «OK» на главной панели
инструментов.
Для контроля ввода шарниров в панели «Фильтры отображения» можно
нажать кнопку «Шарниры».
Установим опорные закрепления.
14. Нажать кнопку «Установка связей в узлах».
15. В открывшемся окне «Связи»:
a) нажать кнопку «Установить все», что соответствует идеальной заделке;
б) подтвердить выполненные установки кнопкой «OK».
16. Указателем мыши выбрать узлы 54, 55, 66, 72, 89, 78.
17. Подтвердить выполненные действия кнопкой «OK» на главной панели
инструментов.
Назначим элементам рамы определенные ранее сечения.
18. Нажать кнопку «Назначение жесткостей стержням».
19. Для задания сечений элементам фермы в открывшемся окне
«Жесткости стержневых элементов»:
a) в списке переключателей выбрать «Параметрические сечения»;
b) перейти на закладку «Параметрические сечения»;
c) в раскрывающемся списке выбрать материал (бетон B20);
d) выбрать сечение и ввести его параметры (например, сечение нижнего
пояса фермы прямоугольное с размерами 300х280 мм);
e) подтвердить ввод данных кнопкой «OK».
20. Подтвердить выполненные действия кнопкой «OK» на главной панели
инструментов.
37
Для контроля выполняемых действий можно включить режим
отображения профилей стержней:
a) в панели «Фильтры отображения» нажать кнопку «Удалить линии
невидимого контура» правой кнопкой мыши;
b) в открывшемся окне «Настройка фильтров отображения информации»
в списке переключателей выбрать «Удаление невидимых линий с
отображением профиля стержней» и подтвердить действия кнопкой «OK»;
c) в панели «Фильтры отображения» нажать кнопку «Удалить линии
невидимого контура» левой кнопкой мыши.
21. Аналогично пунктам 30…33 задать сечение для всех других элементов
ферм и колонн.
Рассмотрим задание нагрузок. Для контролирования ввода нагрузок можно
пользоваться кнопками «Узловые нагрузки», «Распределенные нагрузки»,
«Сосредоточенные нагрузки», «Значения нагрузок» панели «Фильтры
отображения».
22. Перейти на закладку «Загружения».
Рассмотрим ввод нагрузок, входящих в загружение №1.
Замечание
При ошибочных действиях при вводе нагрузок можно воспользоваться
панелью «Фильтры отображения» для исправления ошибок. Для этого
необходимо нажать кнопку «Информация об элементе» или «Информация об
узле» – в зависимости от того, к узлу или элементу приложена нагрузка. При
открытом окне указателем мыши выбрать элемент или узел, нажать кнопку
«Нагрузки», выбрать нагрузку, принадлежащую текущему загружению. После
этого становится доступным редактирование параметров нагрузки и ее
удаление.
23. Нажать кнопку «Собственный вес», что приведет к вычислению веса
элементов расчетной схемы по заданным сечениям и автоматическому вводу
вычисленных нагрузок.
38
24. Нажать кнопку «Узловые нагрузки».
25. В открывшемся окне «Узловые нагрузки»:
a) перейти в поле для ввода сосредоточенных сил по оси Z с помощью
указателя мыши; в правой части окна появится подсказка в виде изображения
вводимой нагрузки, параметров нагрузки и правила знаков (всегда
показывается нагрузка с положительным значением);
b) ввести величину P1;
c) подтвердить ввод данных кнопкой «OK».
26. Выделить узлы 22…28 верхнего пояса фермы.
27. Подтвердить выполненные действия кнопкой «OK» на главной панели
инструментов.
28. Аналогично п.37…п.40 задать величину P2 в узлы 21, 29; Р3 в узлы
7…13 и Р4 в узлы 6, 14.
29. Для ввода распределенных сил q1 на нижние участки колонн нажать
кнопку «Нагрузка на стержни».
30. В открывшемся окне «Задание нагрузок на стержневые элементы»:
a) в списках переключателей выбрать общую систему координат,
распределенную нагрузку и направление действия силы вдоль оси Z;
b) ввести величины нагрузок q1 ;
c) подтвердить ввод данных кнопкой «OK».
31. Выбрать элементы (между узлами 56-57, 57-58,58-59,59-60,60-37, 33-
1,1-6 на левой колонне, аналогично на правой колонне).
32. Подтвердить выполненные действия кнопкой «OK» на главной панели
инструментов.
33. Аналогично п.43-45 вводится распределенный изгибающий момент m1
на элементы верхней части колонны. Нагрузка описывается как
распределенная, направление действия нагрузки – Uy (относительно оси Y),
величина момента положительна.
39
Замечание
На экране изгибающие моменты отображаются стрелками, к которым
применимо «правило правого буравчика». Направление стрелки показывает
поступательное движение буравчика. Вращательное движение буравчика
соответствует действию изгибающих моментов.
34. Распределенный изгибающий момент m1 на элементы правой верхней
части колонны вводится аналогично п.46, величина момента отрицательна.
35. Распределенный изгибающий момент m2 на нижнюю часть колонны
вводится аналогично п.33…п.34. Величина момента для левой колонны
положительна, для правой – отрицательна.
36. Нагрузки от подкрановых конструкций приложены к узлам 38…41. В
окне «Узловые нагрузки» необходимо ввести силу P5 в поле для Z .
37. После завершения ввода нагрузок загружения №1 его необходимо
сохранить с помощью кнопки «Сохранить/Добавить загружение». В
открывшемся окне «Сохранить загружение» необходимо ввести имя (например,
Постоянная нагрузка) и номер загружения (1).
Аналогичным образом необходимо сохранять все последующие
загружения.
Замечание
После сохранения загружения «SCAD Structure» предлагает перейти к
формированию следующего загружения.
Если ответить утвердительно, то оперативная память очищается от всех
введенных нагрузок, и можно вводить нагрузки другого загружения.
Если сразу не переходить к формированию следующего загружения, но
продолжить работу с моделью, то позднее перед формированием следующего
загружения необходимо нажать на кнопку «Снять все нагрузки», что очистит
оперативную память от введенных ранее нагрузок. Если этого не сделать, то
введенные ранее нагрузки попадут и в следующее загружение.
40
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]