2.3 Статический расчет рамы

При шарнирном сопряжении ригеля с колонной поперечная рама каркаса один раз статически неопределима.

1. Расчет рамы на постоянную нагрузку qот веса шатра:

а) под действием нагрузки qригель работает на изгиб как балка, шарнирно закрепленная на опорах, а колонны, являющиеся опорами ригеля, испытывают сжатие продольной силойN_q= 1/2ql ;

б)продольные сжимающие усилия в нижних сечениях колонн от собственного веса колонн и стеновых панелей определены нами выше.

2. Расчет рамы на снеговую нагрузку p.

От снеговой нагрузки в колоннах рамы возникает только продольная сжимающая N_p= 1/2pl.

3. Расчет рамы на ветровую нагрузку можно выполнить методом сил. Неизвестной величиной является продольное усилие в ригеле. Окончательные формулы для определения величины изгибающего момента в сечения у узлов А и В и горизонтальных реакций опорных закреплений имеют следующий вид:

M_a = (5/16)·q_э·H² + (3/16)·q_э^׳·H² + 0,5·1,75·W·H

M_b = (3/16)·q_э·H² + (5/16)·q_э^׳·H² + 0,5·1,75·W·H

H_a = (13/16)·q_э·H + (3/16)·q_э^׳·H + 0,5·1,75·W·H

H_b = (3/16)·q_э·H + (13/16)·q_э^׳·H + 0,5·1,75·W·H

От ветровой нагрузки в колоннах рамы не возникает продольного усилия. Эпюры изгибающего момента М, поперечной силы Qи продольной силыNв раме от ветровой нагрузки представлены на рис. 2.7.

Рис. 2.7. Эпюры M,Q,Nот действия ветровой нагрузки

Для последующих расчетов внутренние усилия M,Q,Nсо своими знаками в расчетных сечениях колонны от каждого вида нагрузки удобно записать в табличной форме (табл. 3). Очевидно, что в рамах с шарнирным сопряжением ригеля с колоннами расчетных сечений в колонне будет два – у узлов А и В (сечение колонны – «по обрезу фундамента»).

Таблица 3

Вид нагрузки	nс	Сечения
		А			В
		M	Q	N	M	Q	N
Постоянная: вес констр. покрытия вес стен и колонн	1 1
Снеговая	1
Ветровая	1

Для расчета колонн необходимо знать, при каком сочетании нагрузок в расчетных сечениях возникают две пары расчетных усилий:максимальный изгибающий момент М_махи соответствующая ему продольная силаN_соотв; максимальная продольная силаN_махи соответствующий ей момент М_соотв.

Рассмотрим следующие сочетания нагрузок:

1) совместное действие постоянной и одной из кратковременных (снеговой , ветровой) нагрузок;

2) совместное действие постоянной и всех кратковременных (снеговой и ветровой) нагрузок.

При расчете конструкций на основные сочетания, включающие в себя две или больше кратковременных нагрузок, величины кратковременных нагрузок (или усилия от них) умножают на коэффициент сочетания нагрузок n_с= 0,9. При расчете рам с шарнирным прикреплением ригеля к колоннам во втором сочетании следует приниматьn_с= 1,0, так как в этом случае снеговая нагрузка вызывает только сжатие колонны, а ветровая – только ее изгиб.

Усилия в расчетных сечениях колонн от рассмотренных сочетаний удобно представить в табличной форме (табл. 4).

Таблица 4

Сочетания нагрузок	Сечения
	А			В
	M	Q	N	M	Q	N
Постоянная + снеговая Постоянная + ветровая Постоянная + + (снеговая + ветровая)