§ XIII.2. Расчет поперечной рамы

1. Расчетная схема и нагрузки

Поперечная рама одноэтажного каркасного здания испытывает действие постоянных нагрузок от массы по­крытия и различных временных нагрузок от снега, вертикального и горизонтального давления мостовых кранов, положительного и отрицательного давления ветра и др. (рис. XIII.19,а).

В расчетной схеме рамы соединение ригеля с колон­ной считается шарнирным, а соединение колонны с фун­даментами — жестким. Длину колонн принимают равной расстоянию от верха фундамента до низа ригеля. Цель расчета поперечной рамы — определить усилия в колон­нах и подобрать их сечения. Ригель рамы рассчитывают независимо как однопролетную балку, ферму или арку.

Постоянная нагрузка от массы покрытия передается на колонну как вертикальное опорное давление ригеля F. Эту нагрузку подсчитывают по соответствующей гру­зовой площади. Вертикальная нагрузка приложена по оси опоры ригеля и передается на колонну при привязке наружной грани колонны к разбивочной оси 250 мм с эксцентриситетом: в верхней надкрановой части е=0,25/2 =0.125 (при нулевой привязке);

в нижней подкрановой части e=(h₁—h₂)/2—0,125 (при нулевой привязке e=(h_l—h₂/2); при этом возникают моменты, равные M=Fe.

Рис. X1I1.I9. Расчетная схема поперечной рамы с кра­новыми нагрузками

Временная нагрузка от снега устанавливается в соответствии с географическим районом строительства и профилем покрытия. Она также передается на колонну как вертикальное опорное давление ригеля F и подсчитывавается по той же грузовой площади, что и нагрузка от массы покрытия.

Временная нагрузка от мостовых кранов определя­ется от двух мостовых кранов, работающих в сближен­ном положении.

Вертикальная нагрузка на колонну вычисляется по линиям влияния опорной реакции подкрановой балки, наибольшая ордината которой на опоре равна единице. Одна сосредоточенная сила от колера моста устанавли­вается на опоре, остальные силы располагаются в зависимости от типа крана. Максимальное давление на ко­лонну

при этом давление на колонну на противоположной сто­роне

Вертикальное давление от кранов передается через подкрановые балки на подкрановую часть колонны с экс­центриситетом, равным для крайней колонны

е=0,25 +λ—0,5 h_н„ (при нулевой привязке е=λ,—0,5h_н), для средней колонны е=λ

(рис. XIII.19,в). Соответствующие моменты от крановой нагрузки

Горизонтальная нагрузка на колонну от торможения двух мостовых кранов, находящихся в сближенном положении, передается через подкрановую балку по тем же линиям влияния, что и вертикальное давление:

Временная ветровая нагрузка. устанавливается в зависимости от района и высоты здания на 1 м2 поверхности стен и фонаря.

С наветренной стороны действует положитель­ное давление, с подветренной - отрицательное. Стеновые панели передают ветровое давление на колонны в виде распределенной нагрузки p= ωa, где а — шаг колонн.

Неравномерную по высоте здания ветровую нагрузку приводят к равномерно распределенной, эквивалентной по моменту в заделке консоли.

Ветровое давление, действующее на фонарь и часть стены, расположенную выше колонн, передается в рас­четной схеме в виде сосредоточенной силы W.

2. Пространственная работа каркаса здания при крановых нагрузках

Покрытие здания из железобетонных плит, соединен­ных сваркой закладных деталей, представляет собой жесткую в своей плоскости горизонтальную связевую диафрагму. Колонны здания, объединенные горизонтальной связевой диафрагмой в по­перечные и продольные рамы, работают как единый про­странственный блок. Размеры такого блока в плане оп­ределяются расстояниями между температурными шва­ми (рис. XIII.20,а).

Нагрузки от массы покрытия, снега, ветра приложены повременно ко всем рамам блока, при этих нагрузках пространственный характер работы каркаса здания не проявляется и каждую плоскую раму можно рассчитывать в отдельности. Нагрузки же от мостовых кранов приложены лишь к двум-трем рамам блока, но благода­ря горизонтальной связевой диафрагме в работу включа­ется остальные рамы блока, происходит пространствен­ная работа.

Коэффициент C_dimхарактеризует пространственную, работу каркаса, состоящего из поперечных и продольных, рам и принимается равным при шаге 12 м С_dim=3,4; прн шаге 6м C_dim= 4..

Поперечную раму можно рассчитывать на крановые нагрузки с учетом пространственной работы каркаса здания ме­тодом перемещений с вве­дением к реакции от единич­ного смещения поперечной рамы коэффициента С_dim(рис. ХШ.21),