метода Компоновка каркаса, стат расчет рамы
.pdfТаблица 4
Определение расчетных сочетаний усилий для сечения 2
|
Коэффициент сочетаний t1 |
1,0 |
Коэффициент сочетаний t 2 |
0,9 |
Коэффициент сочетаний t 3 |
0,7 |
|||||||||||
№ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Нагрузки |
Усилия в колонне |
|
Усилие в ветви |
Усилия в колонне |
|
Усилие в ветви |
Усилия в колонне |
|
Усилие в ветви |
||||||||
|
колонны |
|
колонны |
|
колонны |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
M, кН·м |
N, кН |
|
Nпв, кН |
|
Nнв, кН |
M, кН·м |
N, кН |
|
Nпв, кН |
Nнв, кН |
M, кН·м |
N, кН |
|
Nпв, кН |
|
Nнв, кН |
1 |
9.19 |
-197.29 |
|
-108.86 |
|
-88.43 |
- |
- |
|
- |
- |
- |
- |
|
- |
|
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
2.18 |
-88.56 |
|
-46.70 |
|
-41.86 |
1.96 |
-79.70 |
|
-42.03 |
-37.67 |
1.53 |
-61.99 |
|
-32.69 |
|
-29.30 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3+5 |
306.73 |
-885.68 |
|
-783.65 |
|
-102.03 |
276.06 |
-797.11 |
|
-705.29 |
-91.83 |
214.71 |
-619.98 |
|
-548.56 |
|
-71.42 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3+6 |
354.25 |
-889.46 |
|
-838.34 |
|
-51.12 |
318.83 |
-800.51 |
|
-754.51 |
-46.01 |
247.98 |
-622.62 |
|
-586.84 |
|
-35.78 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3+7 |
315.54 |
-889.46 |
|
-795.33 |
|
-94.13 |
283.99 |
-800.51 |
|
-715.80 |
-84.72 |
220.88 |
-622.62 |
|
-556.73 |
|
-65.89 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3+8 |
345.44 |
-885.68 |
|
-826.66 |
|
-59.02 |
310.90 |
-797.11 |
|
-744.00 |
-53.12 |
241.81 |
-619.98 |
|
-578.66 |
|
-41.31 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4+5 |
43.05 |
-237.56 |
|
-166.61 |
|
-70.95 |
38.75 |
-213.80 |
|
-149.95 |
-63.85 |
30.14 |
-166.29 |
|
-116.63 |
|
-49.66 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4+6 |
90.57 |
-241.34 |
|
-221.30 |
|
-20.04 |
81.51 |
-217.21 |
|
-199.17 |
-18.03 |
63.40 |
-168.94 |
|
-154.91 |
|
-14.03 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4+7 |
51.86 |
-241.34 |
|
-178.29 |
|
-63.05 |
46.67 |
-217.21 |
|
-160.46 |
-56.74 |
36.30 |
-168.94 |
|
-124.80 |
|
-44.13 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4+8 |
81.76 |
-237.56 |
|
-209.62 |
|
-27.94 |
73.58 |
-213.80 |
|
-188.66 |
-25.14 |
57.23 |
-166.29 |
|
-146.74 |
|
-19.55 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9 |
-0.84 |
7.46 |
|
4.66 |
|
2.80 |
-0.76 |
6.71 |
|
4.20 |
2.52 |
-0.59 |
5.22 |
|
3.26 |
|
1.96 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
-12.66 |
-7.46 |
|
10.34 |
|
-17.80 |
-11.39 |
-6.71 |
|
9.30 |
-16.02 |
-8.86 |
-5.22 |
|
7.24 |
|
-12.46 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
51
Таблица 4. 1
|
|
|
|
Расчетные сочетания усилий для расчета колонны (сечение 2) |
|
|||||
|
|
Комбинация |
|
|
Сочетания |
|
Сочетания усилий |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
нагрузки |
M, кН·м |
N, кН |
Nв, кН |
|||
|
|
|
|
|
|
|||||
N |
max пв |
(M и N соотв.) |
C |
m |
№1 (№3 №6) 1,0 №2 0,9 |
365.40 |
-1166.45 |
-989.23 |
||
|
|
|
|
|
|
|
||||
N |
|
( M и N соотв.) |
Cm №1 (№3 №5) 1,0 №2 0,9 |
309.02 |
-1167.90 |
-240.59 |
||||
max нв |
10 0,7 |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
||||
52
Таблица 5
Определение расчетных сочетаний усилий для сечения 3
|
Коэффициент сочетаний t1 |
1,0 |
Коэффициент сочетаний t 2 |
0,9 |
Коэффициент сочетаний t 3 |
0,7 |
|||||||||||
№ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Нагрузки |
Усилия в колонне |
|
Усилие в поясе |
Усилия в колонне |
|
Усилие в поясе |
Усилия в колонне |
|
Усилие в поясе |
||||||||
|
колонны |
|
колонны |
|
колонны |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
M, кН·м |
N, кН |
|
Nвп, кН |
|
Nнп, кН |
M, кН·м |
N, кН |
|
Nвп, кН |
Nнп, кН |
M, кН·м |
N, кН |
|
Nвп, кН |
|
Nнп, кН |
1 |
44.78 |
-178.52 |
|
-178.82 |
|
0.30 |
- |
- |
|
- |
- |
- |
- |
|
- |
|
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
24.32 |
-88.56 |
|
-92.92 |
|
4.36 |
21.89 |
-79.70 |
|
-83.63 |
3.92 |
17.02 |
-61.99 |
|
-65.04 |
|
3.05 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3+5 |
-139.54 |
4.57 |
|
281.37 |
|
-276.80 |
-125.59 |
4.11 |
|
253.23 |
-249.12 |
-97.68 |
3.20 |
|
196.96 |
|
-193.76 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3+6 |
-91.08 |
0.79 |
|
182.56 |
|
-181.77 |
-81.97 |
0.71 |
|
164.30 |
-163.59 |
-63.76 |
0.55 |
|
127.79 |
|
-127.24 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3+7 |
-129.79 |
0.79 |
|
259.98 |
|
-259.19 |
-116.81 |
0.71 |
|
233.98 |
-233.27 |
-90.85 |
0.55 |
|
181.98 |
|
-181.43 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3+8 |
-100.83 |
4.57 |
|
203.95 |
|
-199.38 |
-90.75 |
4.11 |
|
183.55 |
-179.44 |
-70.58 |
3.20 |
|
142.76 |
|
-139.56 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4+5 |
-75.13 |
-0.79 |
|
149.87 |
|
-150.66 |
-67.62 |
-0.71 |
|
134.88 |
-135.59 |
-52.59 |
-0.55 |
|
104.91 |
|
-105.46 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4+6 |
-26.67 |
-4.57 |
|
51.06 |
|
-55.63 |
-24.00 |
-4.11 |
|
45.95 |
-50.07 |
-18.67 |
-3.20 |
|
35.74 |
|
-38.94 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4+7 |
-65.38 |
-4.57 |
|
128.48 |
|
-133.05 |
-58.84 |
-4.11 |
|
115.63 |
-119.74 |
-45.77 |
-3.20 |
|
89.94 |
|
-93.13 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4+8 |
-36.42 |
-0.79 |
|
72.45 |
|
-73.24 |
-32.78 |
-0.71 |
|
65.20 |
-65.92 |
-25.50 |
-0.55 |
|
50.71 |
|
-51.27 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9 |
-2.70 |
7.46 |
|
9.13 |
|
-1.67 |
-2.43 |
6.71 |
|
8.22 |
-1.50 |
-1.89 |
5.22 |
|
6.39 |
|
-1.17 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
-10.80 |
-7.46 |
|
17.87 |
|
-25.33 |
-9.72 |
-6.71 |
|
16.08 |
-22.80 |
-7.56 |
-5.22 |
|
12.51 |
|
-17.73 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
53
Таблица 5.1
|
|
|
|
Расчетные сочетания усилий для расчета колонны (сечение 3) |
|
|||
|
|
Комбинация |
|
|
Сочетания |
|
Сочетания усилий |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
нагрузки |
M, кН·м |
N, кН |
Nв, кН |
|
|
|
|
|
|
||||
N |
max вп |
( M и N соотв.) |
C |
m |
№1 №2 1,0 |
69.10 |
-267.08 |
-271.74 |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Nmax нп ( M и N соотв.) |
C |
m |
№1 (№3 №5) 1,0 №10 0,9 |
-104.48 |
-180.66 |
-299.29 |
||
|
|
|||||||
54
Таблица 6
Определение расчетных сочетаний усилий для сечения 4
|
Коэффициент сочетаний t1 |
1,0 |
Коэффициент сочетаний t 2 |
0,9 |
Коэффициент сочетаний t 3 |
0,7 |
|||||||||||
№ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Нагрузки |
Усилия в колонне |
|
Усилие в поясе |
Усилия в колонне |
|
Усилие в поясе |
Усилия в колонне |
|
Усилие в поясе |
||||||||
|
колонны |
|
колонны |
|
колонны |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
M, кН·м |
N, кН |
|
Nвп, кН |
|
Nнп, кН |
M, кН·м |
N, кН |
|
Nвп, кН |
Nнп, кН |
M, кН·м |
N, кН |
|
Nвп, кН |
|
Nнп, кН |
1 |
99.90 |
-164.04 |
|
-281.82 |
|
117.78 |
- |
- |
|
- |
- |
- |
- |
|
- |
|
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
54.57 |
-88.56 |
|
-153.42 |
|
64.86 |
49.11 |
-79.70 |
|
-138.08 |
58.37 |
38.20 |
-61.99 |
|
-107.39 |
|
45.40 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3+5 |
-15.66 |
4.57 |
|
33.61 |
|
-29.04 |
-14.09 |
4.11 |
|
30.24 |
-26.13 |
-10.96 |
3.20 |
|
23.52 |
|
-20.32 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3+6 |
-0.72 |
0.79 |
|
1.84 |
|
-1.05 |
-0.65 |
0.71 |
|
1.65 |
-0.94 |
-0.50 |
0.55 |
|
1.28 |
|
-0.73 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3+7 |
29.61 |
0.79 |
|
-58.83 |
|
59.62 |
26.65 |
0.71 |
|
-52.94 |
53.65 |
20.73 |
0.55 |
|
-41.18 |
|
41.73 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3+8 |
-45.99 |
4.57 |
|
94.27 |
|
-89.70 |
-41.39 |
4.11 |
|
84.84 |
-80.73 |
-32.19 |
3.20 |
|
65.99 |
|
-62.79 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4+5 |
48.75 |
-0.79 |
|
-97.90 |
|
97.11 |
43.88 |
-0.71 |
|
-88.11 |
87.39 |
34.13 |
-0.55 |
|
-68.53 |
|
67.97 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4+6 |
63.69 |
-4.57 |
|
-129.67 |
|
125.10 |
57.32 |
-4.11 |
|
-116.70 |
112.59 |
44.58 |
-3.20 |
|
-90.77 |
|
87.57 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4+7 |
94.02 |
-4.57 |
|
-190.33 |
|
185.76 |
84.62 |
-4.11 |
|
-171.29 |
167.18 |
65.81 |
-3.20 |
|
-133.23 |
|
130.03 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4+8 |
18.42 |
-0.79 |
|
-37.24 |
|
36.45 |
16.58 |
-0.71 |
|
-33.51 |
32.80 |
12.89 |
-0.55 |
|
-26.06 |
|
25.51 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9 |
-65.49 |
7.46 |
|
134.71 |
|
-127.25 |
-58.94 |
6.71 |
|
121.24 |
-114.53 |
-45.84 |
5.22 |
|
94.30 |
|
-89.08 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
75.04 |
-7.46 |
|
-153.81 |
|
146.35 |
67.54 |
-6.71 |
|
-138.43 |
131.72 |
52.53 |
-5.22 |
|
-107.67 |
|
102.45 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
55
Таблица 6. 1
|
|
|
|
Расчетные сочетания усилий для расчета колонны (сечение 4) |
|
||||
|
|
Комбинация |
|
|
Сочетания |
|
Сочетания усилий |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
нагрузки |
M, кН·м |
N, кН |
Nв, кН |
||
|
|
|
|
|
|||||
N |
|
( M и N соотв.) |
Cm |
№1 (№4 №7) 1,0 №10 0,9 |
299.66 |
-237.32 |
-717.97 |
||
max вп |
№2 0,7 |
||||||||
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
||||
Nmax нп ( M и N соотв.) |
C |
m |
№1 №9 1,0 (№3 №8) 0,9 |
-6.98 |
-152.47 |
-90.20 |
|||
|
|
||||||||
56
4 ПРИМЕР РАСЧЕТА ПОПЕРЕЧНОЙ РАМЫ КАРКАСА
ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ЗДАНИЯ МЕТОДОМ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ
4.1Расчетная схема рамы
Впроцессе разработки компоновочной части проекта была установлена конструктивная схема поперечной рамы. При сборе нагрузок и статическом расчете рамы конструктивная схема преобразуется в расчетную схему с учетом ряда упрощений:
пролет рамы L в расчетной схеме принимается равным пролету в конструктивной схеме;
несовпадение центров тяжести верхней и нижней частей колонны (расцентровка)
учитывается с помощью изгибающих моментов при сборе нагрузок на раму;
заделка колонны в фундамент считается на уровне обреза фундамента
d |
ф |
|
;
решетчатый ригель заменяется эквивалентным сплошным, ось которого совмещает-
ся с осью нижнего пояса ригеля;
Рис. 23 Схемы однопролетных рам На рис. 23 представлены конструктивная и расчетная схемы однопролетной рамы с жест-
ким и шарнирным сопряжением ригеля с колонной.
57
При статическом расчете необходимо задаться отношением моментов инерции элементов рам. В зависимости от пролета рам, высоты колонн, характера и интенсивности нагрузок, от-
ношения моментов инерции элементов рам изменяются в широких пределах:
Jв |
0,08 0,25 ; |
J |
р |
2,5 6,0 |
|
|
|||||
J н |
J н |
||||
|
|
||||
При проектировании рам отношениями моментов инерций обычно задаются из опыта проектирования или определяют приближенно, по указаниям, приведенным в п. 4.4.
4.2 Нагрузки, действующие на раму
Подробное описание и сбор нагрузок, действующих на раму см. п.п.3.2-3.3. В данном раз-
деле рассмотрим только расхождения с вышеперечисленными пунктами, а именно
1.Постоянная нагрузка от шатра и кратковременная от снега прикладывается к ри-
гелю рамы как равномерно распределенная нагрузка, кроме того нагрузка от шатра включает в себя собственный вес фермы и связей по покрытию;
2.Исходя из опыта проектирования, задают сосредоточенные нагрузки от веса верх-
ней |
Fв |
и нижней |
колонны;
Fн
частей ступенчатой колонны, условно приложенные в низу каждой части
3.Вследствие того, что ступенчатая колонна заменяется прямолинейным стержнем,
то в месте |
изменения сечения возникает момент; |
|
4. |
Ветровая распределенная нагрузка |
qв заменяется применительно к расчетной схе- |
ме рамы см. рис. 25 (выше нижнего пояса ригеля сосредоточенной нагрузкой Wв , от нижнего пояса ригеля до уровня земли эквивалентной равномерно распределенной нагрузкой qe );
5.Жесткость элементов рамы задается путем вычисления и соотношения их момен-
тов инерции;
6. Эксцентриситет приложения сосредоточенных сил от веса стеновых панелей не учитываем.
7. Горизонтальная сила T условно прикладывается в уровне низа подкрановой балки.
Определение недостающих исходных данных для статического расчета поперечной
рамы
1. Постоянная нагрузка от шатра
Собственный вес фермы.
gф L k f 24,0 0,007 1,2 1.05 0,21 кН / м2 ,
58
где
– коэффициент весовой характеристики ферм, принимается при L=24 м
0,007
, при L=
30 м
0,009
, при L= 36 м
0,012
;
k=1,2 – коэффициент учитывающий вес связей по фермам.
gш 1,76 0,0157 0,055 0,228 0,018 0,21 2,29 кН / м2
Распределенная нагрузка на ригель
q |
|
|
g |
ш |
l |
|
2,29 6,0 |
13,74 кН м |
|
|
|
|
|
||||||
ш |
cos |
1,00 |
|||||||
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|||||
–
угол уклона верхнего пояса ригеля; принято cos
Сосредоточенная нагрузка на колонну
1
.
F |
|
q |
ш |
L |
|
13,74 24,0 |
164,88 кН |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
||||
ш |
|
|
2 |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|||
2. Постоянная нагрузка от колонны
|
|
|
|
|
Вес верхней части колонны |
||
Fв |
|
lв |
hо gв |
4,98 2,2 1,1 7,9 кН , |
|||
где |
|
gв |
1,0 1,15 кН м . |
||||
|
|
|
|
|
Вес нижней части колонны |
||
Fн |
|
lн gн |
12,42 2,2 27,3 кН , |
||||
где |
|
gн |
2,0 3,0 кН м . |
||||
|
|
|
|
3. |
Моменты в месте изменения сечения |
||
|
|
|
|
|
Момент от постоянной нагрузки |
||
M |
ш |
(F |
F F ) e (164,88 7,9 10,71) 0,25 |
||||
|
|
ш |
в |
2 |
1 |
||
45,9
кН
м
,
где F2 – сосредоточенная нагрузка от веса стеновых панелей (п.3.3);
e1 |
– эксцентриситет приложения нагрузок (рис. 24). |
|
Момент от снеговой нагрузки |
M |
сн |
|
где
Fсн e1 |
88,56 0,25 22,14 кН м , |
||||||
Fcн |
|
q |
сн |
L |
|
7,38 24 |
88,56 кН – сосредоточенная нагрузка на колонну от снеговой |
|
|
|
|||||
|
2 |
2 |
|||||
|
|
|
|
|
|||
нагрузки.
M |
max |
D |
|
max |
Момент от вертикальной крановой нагрузки
e2 |
890,25 0,5 445,1 кН м , |
M min Dmin e2 236,77 0,5 118,4 кН м ,
где e2 – эксцентриситет приложения нагрузок (рис. 24).
59
Рис. 24 К определению е1 и е2
4. Замена распределенной ветровой нагрузки
q |
в |
|
для расчетной схемы рамы
Для того чтобы действительную эпюру ветровой нагрузки (рис. 15) упростить применительно к расчетной схеме рамы, необходимо распределенную ветровую нагрузку заменить (рис.
25)
выше нижнего пояса ригеля сосредоточенной нагрузкой Wв
от нижнего пояса ригеля до уровня земли эквивалентной
ной нагрузкой |
qe . |
;
равномерно распределен-
Рис. 25 Расчетная схема рамы
Пример замены распределенной ветровой нагрузки |
qв для различных схем загружения по |
рис. 15 |
|
1. Для схемы №1 |
|
60