Расчет стального каркаса пз (2009)
.pdf
Реактивное усилие в фиктивном стержне от внешней нагрузки
R |
q |
= R + R′ |
= 106,18 − 36,84 = 69,34 кН . |
|
1 1 |
|
Реактивное усилие в фиктивном стержне от = 1 составит
R = 2 R1 = 2 (− 0,2205 β) = −0,441 β .
Из канонического уравнения получим смещение плоской рамы
пл = |
−Rq |
= |
− 69,34 |
= |
157,23 |
. |
|||
|
|
|
− 0,441 β |
|
|
||||
|
R |
||||||||
|
|
|
|
|
β |
||||
Поскольку все рамы связаны между собой продольными элементами (стальными панелями покрытия, железобетонными плитами покрытия при жесткой кровле и продольными связями при нежесткой кровле), смешение верхних узлов рам при действии на них местных нагрузок, приложенных только к одной раме (крановых моментов и сил поперечного торможения), будет меньше, так как в работу подключаются соседние рамы. Уменьшение смещения рассчитываемой рамы можно определить по формуле
pr = α pr пл ,
где α pr – коэффициент пространственной работы, определяемый, для жесткой кровли, по формуле (2.14).
Подсчитаем число рам в здании n = |
l |
+ 1 = |
120 |
+ 1 = 11 . |
|
|
|||
|
B |
12 |
|
|
Подсчитаем сумму квадратов расстояний между симметрично расположенными относительно середины блока рамами:
∑ai2 =1202 + 962 + 722 + 482 + 242 = 31680 м2 .
Коэффициент пространственной работы по формуле (2.14)
|
|
|
4 |
|
1 |
|
96 |
2 |
|
α |
|
= |
|
+ |
|
= 0,193 . |
|||
pr |
|
|
|
|
|||||
|
4,9 |
|
11 |
2 31680 |
|
||||
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Смешение верхних узлов рам в системе пространственного блока
pr |
= 0,193 |
157,23 |
= |
30,345 |
. |
β |
|
||||
|
|
|
β |
||
Теперь можно определить изгибающие моменты от смещения верхних узлов рам и расчетные (суммарные) изгибающие моменты, а также поперечные и продольные силы в стойках рамы.
Поперечные силы:
в левой стойке Q1 = 588,5 − (−70,18) = 106,24 кН , 6,2
40
|
|
|
|
Q |
|
= |
|
−1544,51 − 853,2 |
|
= −106,09 кН ; |
|
|
||||||
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
22,6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
в правой стойке Q′ |
= |
204,21 − (−24,35) |
|
= 36,87 кН , |
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
6,2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Q |
′ |
= |
−535,95 − 296,06 |
= −36,82 кН . |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
22,6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Продольные силы: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
N 3 = N 4 |
= −Dmax |
= −2370 кН ; |
|
|
|
|
||||||||||||
N ′ |
= N ′ |
= −D |
min |
= −823 кН . |
|
|
|
|
||||||||||
3 |
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
Таблица 2.11. Изгибающие моменты в колоннах рамы от крановых моментов |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
с учетом смешения верхних узлов на pr |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
Изгибающие моменты |
|
|
|
|
В левой стойке, кН м |
|
В правой стойке, кН м |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
основнойВ системе |
|
|
От смещения верхних |
Расчетные |
основнойВ системе |
смещеОтверхнихния узлов |
Расчетные |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
узлов на |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
= 1 |
pr = |
30,345 |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
β |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
M1 |
–70,18 |
|
|
2,0273β |
61,52 |
|
|
|
–8,66 |
–24,35 |
–61,52 |
–85,87 |
||||
|
|
M 2 |
588,5 |
|
|
–0,6622β |
–20,09 |
568,41 |
204,21 |
20,09 |
224,3 |
|||||||
|
|
M 3 |
–1544,51 |
|
|
–0,6622β |
–20,09 |
–1564,6 |
–535,95 |
20,09 |
–515,86 |
|||||||
|
|
M 4 |
853,2 |
|
|
–4,3227β |
–131,17 |
722,03 |
296,06 |
131,17 |
427,23 |
|||||||
Рис. 2.9. Эпюры от крановых моментов
41
2.2.4. Расчет рам на силу поперечного торможения кранов T
Для определения усилий от поперечного торможения крана используем следующие формулы:
для левой стойки (загруженной силой Т) M = m1 T h , для правой стойки M = m2 T h ,
где m1 и m2 – расчетные коэффициенты, принимаемые по табл. 2.13. Изгибающие моменты сведены в табл. 2.12.
Таблица 2.12. Изгибающие моменты в стойках рамы от сил поперечного торможения Т при n = 0,2 и α = 0,215
|
|
|
|
В левой стойке, кН м |
|
В правой стойке кН м |
|
|
|
|
|
||
M |
1 |
= −0,0299 83 28,8 = −71,47 |
M ′ |
= −0,0638 83 28,8 = −152,51 |
||
|
|
|
|
1 |
|
|
M |
2 |
= M |
3 |
= 0,0705 83 28,8 = 168,52 |
M ′ |
= M ′ = −0,021 83 28,8 = −50,2 |
|
|
|
2 |
3 |
||
|
|
|
|
|
||
M |
4 |
= −0,173 83 28,8 = −413,54 |
M ′ |
= 0,1345 83 28,8 = 321,51 |
||
|
|
|
|
4 |
|
|
Поперечные силы:
в левой стойке Q1 = (168,52 + 71,47)
6,2 = 38,71 кН ,
Q4 |
= (168,52 + 413,54) 22,6 = 25,75 кН ; |
в правой стойке Q′ |
= (− 50,2 + 152,51) 6,2 = 16,50 кН , |
1 |
|
Q′ |
= (− 50,2 − 321,51) 22,6 = −16,45 кН . |
4 |
|
Продольная сила равна нулю.
Рис. 2.10. Эпюры от торможения кранов
42
Таблица 2.13. Коэффициенты m1 и m2 для определения изгибающих моментов
в стойках рамы от силы поперечного торможения кранов Т, приложенных на уровне тормозной балки
Момент |
n = |
J u |
|
|
|
α = hu h |
|
|
|
J d |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
0,15 |
0,2 |
0,25 |
|
0,3 |
0,35 |
|
|
|
|
|
Коэффициент m1 для левой стойки |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,06 |
|
– 0,020 |
– 0,032 |
– 0,044 |
|
– 0,055 |
– 0,066 |
|
|
0,08 |
|
– 0,021 |
– 0,033 |
– 0,045 |
|
– 0,056 |
– 0,067 |
|
M1 |
0,10 |
|
– 0,022 |
– 0,034 |
– 0,046 |
|
– 0,057 |
– 0,068 |
|
0,15 |
|
– 0,017 |
– 0,028 |
– 0,049 |
|
– 0,055 |
– 0,067 |
||
|
|
|
|||||||
|
0,20 |
|
– 0,013 |
– 0,026 |
– 0,039 |
|
– 0,052 |
– 0,065 |
|
|
0,25 |
|
– 0,010 |
– 0,022 |
– 0,035 |
|
– 0,045 |
– 0,063 |
|
|
0,06 |
|
0,056 |
0,049 |
0,042 |
|
0,055 |
0,028 |
|
|
0,08 |
|
0,060 |
0,054 |
0,048 |
|
0,041 |
0,032 |
|
M 2 , |
0,10 |
|
0,065 |
0,059 |
0,053 |
|
0,046 |
0,039 |
|
M 3 |
0,15 |
|
0,072 |
0,066 |
0,060 |
|
0,054 |
0,048 |
|
|
0,20 |
|
0,077 |
0,072 |
0,067 |
|
0,062 |
0,057 |
|
|
0,25 |
|
0,081 |
0,077 |
0,074 |
|
0,070 |
0,066 |
|
|
0,06 |
|
– 0,18 |
– 0,21 |
– 0,24 |
|
– 0,26 |
– 0,28 |
|
|
0,08 |
|
– 0,19 |
– 0,21 |
– 0,23 |
|
– 0,25 |
– 0,26 |
|
M 4 |
0,10 |
|
– 0,19 |
– 0,20 |
– 0,22 |
|
– 0,23 |
– 0,24 |
|
0,15 |
|
– 0,20 |
– 0,19 |
– 0,20 |
|
– 0,21 |
– 0,22 |
||
|
0,20 |
|
– 0,20 |
– 0,17 |
– 0,18 |
|
– 0,20 |
– 0,21 |
|
|
0,25 |
|
– 0,20 |
– 0,15 |
– 0,16 |
|
– 0,18 |
– 0,20 |
|
|
|
|
|
Коэффициент m2 для правой стойки |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
0,06 |
|
–0,039 |
– 0,038 |
– 0,037 |
|
– 0,035 |
– 0,033 |
|
|
0,08 |
|
– 0,044 |
– 0,043 |
– 0,042 |
|
– 0,039 |
– 0,035 |
|
M ′ |
0,10 |
|
– 0,050 |
– 0,048 |
– 0,046 |
|
– 0,043 |
– 0,039 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
0,15 |
|
– 0,060 |
– 0,057 |
– 0,054 |
|
– 0,050 |
– 0,045 |
|
|
|
|
|||||||
|
0,20 |
|
– 0,069 |
– 0,065 |
– 0,061 |
|
– 0,056 |
– 0,030 |
|
|
0,25 |
|
– 0,078 |
– 0,072 |
– 0,067 |
|
– 0,061 |
– 0,055 |
|
|
0,06 |
|
0,006 |
0,001 |
0,008 |
|
0,015 |
0,022 |
|
|
0,08 |
|
– 0,013 |
– 0,004 |
0,005 |
|
0,013 |
0,021 |
|
M ′ , |
0,10 |
|
– 0,014 |
– 0,009 |
– 0,004 |
|
0,010 |
0,024 |
|
2 |
|
|
|||||||
M ′ |
0,15 |
|
– 0,022 |
– 0,017 |
– 0,012 |
|
– 0,007 |
– 0,002 |
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,20 |
|
– 0,034 |
– 0,024 |
– 0,014 |
|
– 0,003 |
–0,008 |
||
|
|
|
|||||||
|
0,25 |
|
– 0,048 |
– 0,034 |
– 0,016 |
|
– 0,001 |
– 0,018 |
|
|
0,06 |
|
0,168 |
0,157 |
0,145 |
|
0,132 |
0,118 |
|
|
0,08 |
|
0,164 |
0,154 |
0,144 |
|
0,134 |
0,124 |
|
M ′ |
0,10 |
|
0,150 |
0,150 |
0,143 |
|
0,135 |
0,126 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
0,15 |
|
0,140 |
0,143 |
0,137 |
|
0,130 |
0,122 |
|
|
|
|
|||||||
|
0,20 |
|
0,140 |
0,136 |
0,131 |
|
0,126 |
0,121 |
|
|
0,25 |
|
0,132 |
0,129 |
0,125 |
|
0,122 |
0,120 |
|
43
2.2.5. Расчет рам на ветровую нагрузку
Для расчета рам на ветровую нагрузку с использованием коэффициентов m1 и m2 , достаточно определить ω и W.
Расчетная формула M = m1 ω h 2 + m2 W h ,
где m1 и m2 – расчетные коэффициенты для левой стойки, принимаемые по табл. 2.16, а для правой стойки – по табл. 2.17.
Первый член формулы позволяет получить изгибающие моменты в узлах рамы от равномерно распределенной ветровой нагрузки ω, второй
– от сосредоточенной силы W.
Ветровая нагрузка для всех рам одинакова. Когда на все рамы приложены одинаковые нагрузки и они действуют на все рамы, то пространственная работа каркаса не учитывается. При расчете на ветровые нагрузки, продольными силами в колоннах можно пренебречь, так как
она невелика. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
Поперечные силы от ветровой нагрузки: |
||||||||||
в левой стойке |
Q1 = −0,5 W , Q4 = 0,96 ω h + 0,5 W ; |
|||||||||||
в правой стойке |
Q′ |
= 0,75 0,5 W , |
Q′ |
= −0,75 0,96 ω h − 0,5 W . |
||||||||
|
|
|
|
|
1 |
|
4 |
|
|
|||
|
|
|
Таблица 2.14. Изгибающие моменты и поперечная сила в левой стойке |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
от ветровой нагрузки |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
Изгибающий момент, кН м |
|
|
|
|
Поперечная сила, кН |
||||
|
|
|
|
|
|
|||||||
M |
1 |
= 0,0765 9,8 28,82 + 0,1601 128 28,8 = |
|
Q1 = −0,5 128 = −64 |
||||||||
= 1212,02 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|||||||
M 2 = M 3 = 0,0648 9,8 28,82 + |
|
|
|
|
|
|||||||
+ 0,0529 128 28,8 = 721,74 |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||
M |
4 |
= −0,3698 9,8 28,82 − 0,3399 128 28,8 = |
|
Q4 = 0,96 9,8 28,8 + 0,5 128 = 334,95 |
||||||||
= −4258,93 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
Таблица 2.15. Изгибающие моменты и поперечная сила в правой стойке |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
от ветровой нагрузки |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
Изгибающий момент, кН м |
|
|
|
|
Поперечная сила, кН |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
M |
′ = −0,0888 9,8 |
28,8 |
2 |
− 0,1601 128 28,8 |
= |
|
|
Q′ |
= 0,75 0,5 128 = 48 |
|||
|
|
|
1 |
|
||||||||
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= −1312,01 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
M |
′ |
= M ′ = −0,0564 9,8 28,82 − |
|
|
|
|
|
|||||
|
2 |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
− 0,0529 128 28,8 = −653,46 |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
M |
′ |
= 0,3445 9,8 28,8 |
2 |
+ 0,3399 128 28,8 = |
|
|
Q′ |
= −0,75 0,96 9,8 28,8 − 0,5 128 = |
||||
|
|
4 |
|
|||||||||
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= 4053,28 |
|
|
|
|
|
|
|
= −267,21 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
44 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 2.16. Коэффициенты m1 и m2 |
для определения изгибающих моментов в левой стойке рамы от ветровой нагрузки |
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
M |
|
n = |
J u |
|
α = 0,15 |
|
|
|
α = 0,2 |
|
α = 0,25 |
|
|
α = 0,3 |
|
α = 0,35 |
|
|||||
|
|
|
J d |
|
m |
m |
2 |
|
m |
|
m |
2 |
m |
m |
2 |
m |
|
m |
2 |
m |
m |
2 |
|
|
|
|
|
1 |
|
|
1 |
|
|
1 |
|
1 |
|
|
1 |
|
|||||
|
|
0,06 |
|
0,037 |
0,094 |
|
0,035 |
|
0,098 |
0,033 |
0,102 |
0,031 |
|
0,106 |
0,029 |
0,11 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
0,08 |
|
0,046 |
0,108 |
|
0,043 |
|
0,11 |
0,04 |
0,112 |
0,037 |
|
0,114 |
0,034 |
0,116 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
M 1 |
|
0,10 |
|
0,055 |
0,12 |
|
0,051 |
|
0,121 |
0,047 |
0,122 |
0,043 |
|
0,122 |
0,039 |
0,122 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,15 |
|
0,07 |
0,142 |
|
0,065 |
|
0,141 |
0,06 |
0,014 |
0,055 |
|
0,139 |
0,05 |
0,138 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
0,20 |
|
0,083 |
0,164 |
|
0,078 |
|
0,161 |
0,073 |
0,158 |
0,067 |
|
0,155 |
0,061 |
0,152 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
0,25 |
|
0,094 |
0,19 |
|
0,09 |
|
0,181 |
0,086 |
0,176 |
0,079 |
|
0,17 |
0,072 |
0,164 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
0,06 |
|
0,038 |
0,019 |
|
0,026 |
|
0,002 |
0,014 |
-0,023 |
0,001 |
|
-0,044 |
0,012 |
-0,065 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
M 2 |
, |
0,08 |
|
0,017 |
0,024 |
|
0,034 |
|
0,01 |
0,021 |
-0,013 |
0,008 |
|
-0,036 |
0,005 |
-0,059 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
0,10 |
|
0,054 |
0,017 |
|
0,041 |
|
0,022 |
0,028 |
-0,003 |
0,015 |
|
-0,028 |
0,002 |
-0,053 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
M 3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,15 |
|
0,068 |
0,068 |
|
0,055 |
|
0,042 |
0,042 |
0,016 |
0,028 |
|
-0,011 |
0,014 |
-0,038 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
0,20 |
|
0,083 |
0,088 |
|
0,069 |
|
0,061 |
0,055 |
0,034 |
0,041 |
|
0,007 |
0,027 |
-0,02 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
0,25 |
|
0,099 |
0,107 |
|
0,083 |
|
0,079 |
0,067 |
0,051 |
0,054 |
|
0,026 |
0,037 |
0,001 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
0,06 |
|
-0,408 |
-0,403 |
|
-0,413 |
|
-0,401 |
-0,417 |
-0,398 |
-0,421 |
|
-0,394 |
-0,425 |
-0,39 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
0,08 |
|
-0,401 |
-0,391 |
|
-0,405 |
|
-0,39 |
-0,409 |
-0,389 |
-0,413 |
|
-0,386 |
-0,417 |
-0,383 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
M 4 |
|
0,10 |
|
-0,394 |
-0,38 |
|
-0,397 |
|
-0,379 |
-0,4 |
-0,379 |
-0,404 |
|
-0,378 |
-0,408 |
-0,377 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,15 |
|
-0,38 |
-0,357 |
|
-0,383 |
|
-0,359 |
-0,387 |
-0,361 |
-0,392 |
|
-0,362 |
-0,397 |
-0,363 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
0,20 |
|
-0,361 |
-0,336 |
|
-0,368 |
|
-0,339 |
-0,374 |
-0,342 |
-0,379 |
|
-0,345 |
-0,384 |
-0,348 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
0,25 |
|
-0,338 |
-0,317 |
|
-0,352 |
|
-0,319 |
-0,361 |
-0,322 |
-0,365 |
|
-0,327 |
-0,37 |
-0,332 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 2.17. Коэффициенты m1 и m2 |
для определения изгибающих моментов в правой стойке рамы от ветровой нагрузки |
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
M |
n = |
J u |
|
α = 0,15 |
|
|
α = 0,2 |
|
α = 0,25 |
|
α = 0,3 |
|
α = 0,35 |
|
||||||
|
|
|
J d |
|
m |
m |
2 |
|
m |
m |
2 |
m |
m |
2 |
m |
m |
2 |
m |
m |
2 |
|
|
|
|
|
1 |
|
|
1 |
|
1 |
|
1 |
|
1 |
|
|||||
|
|
0,06 |
|
-0,045 |
-0,094 |
|
-0,044 |
-0,098 |
-0,043 |
-0,102 |
-0,043 |
-0,106 |
-0,041 |
-0,11 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
0,08 |
|
-0,055 |
-0,108 |
|
-0,053 |
-0,11 |
-0,051 |
-0,112 |
-0,049 |
-0,114 |
-0,047 |
-0,166 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
M 1 |
0,10 |
|
-0,064 |
-0,12 |
|
-0,061 |
-0,121 |
-0,058 |
-0,122 |
-0,055 |
-0,122 |
-0,052 |
-0,122 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
0,15 |
|
-0,080 |
-0,142 |
|
-0,076 |
-0,141 |
-0,072 |
-0,140 |
-0,068 |
-0,139 |
-0,064 |
-0,138 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
0,20 |
|
-0,094 |
-0,164 |
|
-0,09 |
-0,161 |
-0,086 |
-0,158 |
-0,081 |
-0,155 |
-0,076 |
-0,152 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
0,25 |
|
-0,106 |
-0,186 |
|
-0,103 |
-0,181 |
-0,10 |
-0,176 |
-0,094 |
-0,17 |
-0,088 |
-0,164 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
0,06 |
|
-0,025 |
-0,019 |
|
-0,0,19 |
0,002 |
-0,013 |
0,023 |
0,007 |
0,044 |
0,027 |
0,065 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
0,08 |
|
-0,016 |
-0,011 |
|
-0,013 |
0,01 |
-0,01 |
0,013 |
0,001 |
0,036 |
0,012 |
0,059 |
||||||
M 2 , |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
0,10 |
|
-0,006 |
-0,047 |
|
-0,006 |
-0,022 |
-0,006 |
0,003 |
0,006 |
0,028 |
0,006 |
0,053 |
||||||||
M |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
3 |
0,15 |
|
-0,039 |
-0,068 |
|
-0,033 |
-0,042 |
-0,027 |
-0,016 |
-0,019 |
0,011 |
-0,011 |
0,037 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,20 |
|
-0,072 |
-0,088 |
|
-0,06 |
-0,061 |
-0,048 |
-0,034 |
-0,032 |
-0,007 |
-0,016 |
0,02 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
0,25 |
|
-0,105 |
-0,107 |
|
-0,87 |
-0,079 |
-0,069 |
-0,051 |
-0,045 |
-0,026 |
-0,021 |
0,002 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
0,06 |
|
0,384 |
0,404 |
|
0,385 |
0,401 |
0,386 |
0,398 |
0,387 |
0,394 |
0,388 |
0,390 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
0,08 |
|
0,376 |
0,391 |
|
0,378 |
0,39 |
0,38 |
0,389 |
0,381 |
0,386 |
0,382 |
0,383 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
M 4 |
0,10 |
|
0,367 |
0,379 |
|
0,373 |
0,37 |
0,379 |
0,373 |
0,379 |
0,375 |
0,377 |
0,377 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
0,15 |
|
0,353 |
0,357 |
|
0,357 |
0,359 |
0,361 |
0,361 |
0,364 |
0,362 |
0,367 |
0,363 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
0,20 |
|
0,338 |
0,336 |
|
0,343 |
0,339 |
0,348 |
0,342 |
0,353 |
0,345 |
0,358 |
0,348 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
0,25 |
|
0,322 |
0,316 |
|
0,328 |
0,319 |
0,334 |
0,322 |
0,342 |
0,327 |
0,35 |
0,332 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 2.11. Эпюра от ветровой нагрузки
При загружении рамы ветровой нагрузкой справа значения момента М и поперечной силы Q получают поворотом эпюр относительно оси симметрии с переменой знака в эпюре Q.
2.2.6. Составление расчетной схемы и комбинации нагрузок
На практике статический расчет рамы выполняется отдельно на каждый вид загружения. Результаты статического расчета рамы оформляются в виде сводной таблицы внутренних усилий (см. табл. 2.18), найденных в характерных сечениях одной колонны (обычно левой). Определив в раме изгибающие моменты и нормальные силы от каждой из расчетных нагрузок, нужно найти их наиболее невыгодные сочетания, которые могут быть неодинаковыми для разных сечений элементов рамы.
Нормами проектирования предусмотрены основные и особые сочетания нагрузок. Для расчета рам промышленных зданий обычно составляются комбинация нагрузок основных сочетаний.
При составлении основных сочетаний учитываются:
−постоянная нагрузка плюс одна, наиболее неблагоприятная кратковременная нагрузка с коэффициентом сочетания ψ=1;
−постоянная и временные длительные нагрузки плюс не менее двух, кратковременных нагрузок. Временные нагрузки (каждая) при этом умножаются на коэффициент сочетания ψ=0,9.
47
Для выявления расчетного сочетания нагрузок в рассматриваемом сечении следует вначале скомпоновать ограниченный круг вариантов сочетаний, куда непременно попадёт расчетное сочетание.
Эти несколько вариантов компонуются следующим образом. Отбираются наиболее неблагоприятные сочетания постоянные, вре-
менные длительные нагрузки плюс кратковременные нагрузки по одному из нижеперечисленных критериев:
•наибольший по значению возможный положительный момент +Mmax и соответствующие ему значения N и Q;
•наибольший по абсолютной величине возможный отрицательный момент –Mmax и соответствующие ему значения N и Q;
•наибольшая возможная сжимающая сила –Nmax и соответствующие ей значения + М и Q;
•наибольшая возможная сжимающая сила –Nmax и соответствую-
щие ей значения – М и Q.
При выборе кратковременных нагрузок, входящих в искомую комбинацию, следует учитывать следующее:
1)комбинация нагрузок должна быть реальной (ветер не может дей-
ствовать одновременно и справа, и слева; Dmax не может действовать одновременно и на правую, и на левую стойки и т.д.);
2)вертикальное крановое давление и поперечное торможение считаются одной кратковременной нагрузкой;
3)поперечное торможение не может действовать отдельно от вертикального кранового давления и, напротив, вертикальное крановое давление не может действовать отдельно от поперечного торможения.
Наиболее неблагоприятное сочетание нагрузок для расчёта участков колонны выявляется сравнением внутренних усилий, вызываемых тем или иным сочетанием.
Для расчета анкерных болтов, работающих на растяжение, расчетным сочетанием будет такое, при котором возникающий момент в опорном сечении принимает возможно большее по абсолютной величине значение, а нормальная сила – наименьшее.
Учитывая возможную изменчивость нагрузок от собственного веса в меньшую сторону от нормативных, при расчете анкерных болтов все постоянные нагрузки должны приниматься с коэффициентом надежно-
сти по нагрузке γ f = 0,9 .
48
По составленным |
комбинациям |
|
|||
усилий в каждом сечении определяется |
|
||||
наиболее невыгодная комбинация на- |
|
||||
грузок. |
|
|
|
|
|
Особые |
сочетания |
составляются |
|
||
при наличии сейсмических и других |
|
||||
особых нагрузок. |
|
|
|
|
|
Пример составления расчетных со- |
|
||||
четаний усилий в сечениях левой стой- |
|
||||
ки поперечной |
рамы |
приведен в |
|
||
табл. 2.18. |
|
|
|
|
|
Прочерки в таблице поставлены в |
|
||||
случаях, когда комбинации того или |
|
||||
иного типа не могут осуществляться. |
|
||||
Номера |
нагрузок для |
различных |
|
||
комбинаций и сечений отвечают кон- |
Рис. 2.12. Расчетные сечения левой |
||||
кретным условиям примера и в курсо- |
колонны поперечной рамы |
||||
|
|||||
вом проекте могут быть иными. |
|
||||
Комбинация |
Nmin+Mmax |
применяется для расчета на растяжение ан- |
|||
керных болтов с внутренней стороны колонны (постоянная нагрузка разгружает болты, если e = M 
N < ρ = bd 
2 ). В этом случае усилия от постоянной нагрузки следует принимать с коэффициентом надежности по нагрузке γ f = 0,9 в отличие от принятого значения 1,05, то есть ум-
ножением на поправочный коэффициент 0,9 = k ; при e > ρ такой пе- 1,05
рерасчет не нужен.
Расчет анкерных болтов с наружней стороны колонны выполняется факультативно по указанию преподавателя.
Поперечная сила Qmax необходима для расчета элементов решетки сквозных колонн, а Qсоот – для проверки местной устойчивости стенки сплошных колонн и других расчетов (факультативно при проверке сечения надкрановой части в месте проема для перехода).
Расчет и конструирование подкрановых конструкций, внецентренно сжатых сплошных и сквозных колонн и стропильных ферм приведены в учебном пособии «Проектирование металлических конструкций производственного здания» [8].
49