4. Статический расчет рамы.

При жестком сопряжении ригеля с колоннами рама трижды статически неопределима. Рама рассчитывается в расчетно-вычислительном комплексе SCAD.

Создаем расчетную схему, имеющую размеры согласно пункту 2.1 данной курсовой работы. Тип схемы: «Плоская рама». Тип КЭ: «Стержень плоской рамы».

Необходимо задать жесткость колоннам и ригелю рамы. Задаем эквивалентную жесткость.

Эквивалентная жесткость колонн.

Поскольку в курсовом проекте принят вес 1 пог. м. колонны равный 275,4 кг/м в качестве эквивалентного сечения выберем колонный двутавр по СТО АСЧМ 20-93 с весом 1 пог. м. приблизительно равным принятому.

Каталог : СТО АСЧМ 20-93

Тип : Двутавp колонный (К) по СТО АСЧМ 20-93

Таблица 6

	h	b	s	t	r1	A	P	Iy	Wy	Sy	iy	Iz	Wz	iz
	мм	мм	мм	мм	мм	см2	кг/м	см4	см3	см3	мм	см4	см3	мм
40К5	429.000	400.00	23.00	35.50	22.00	370.49	290.80	120291.98	5608.00	3198.600	180.200	37914.199	1895.700	101.200

Продольная жесткость двутавра равна

Изгибная жесткость двутавра равна

Делаем замену фермы сплошным стержнем эквивалентной жесткости, ось которого совпадает с осью нижнего пояса фермы.

, где

- момент инерции ригеля;

–момент инерции колонны, на которую опирается ферма.

_{Принимаем 100Б4 по ГОСТ 26020-83}

Для простоты расчетов принимаем А_р=356см².

Продольная жесткость эквивалентного сечения равна

.

Изгибная жесткость эквивалентного сечения равна

Нагрузка на раму состоит из 4-х загружений :

1. Вес покрытия;

2. Вес колонн и стенового ограждения;

3. Снеговая нагрузка

4. Ветровая нагрузка.

Расчетная схема рамы приведена на Рис.10

Рис.10. Расчетная схема рамы.

Характеристики расчетной схемы:

• количество КЭ – 7;

• количество узлов – 8;

• количество неизвестных – 18.

Статический расчет рамы производится на каждый вид нагрузки в отдельности. Внутренние усилия M, Q и N со своими знаками в расчетных сечениях колонны от каждого вида нагрузки сводим в Таблицу 7. В рамах с жестким сопряжением ригеля с колоннами расчетных сечений будет четыре – A-А, Б-Б, В-В, Г-Г

Таблица 7. Усилия в расчетных сечениях колонн от каждого вида нагрузки.

Вид нагрузки	Сечения
	А-А			Б-Б				В-В				Г-Г
	M	Q	N	M	Q	N	M		Q	N	M		Q	N
Постоянная	0	0	-150,67	0	0	-150,67	0		0	-150,67	0		0	-150,67
Снеговая	0	0	0	0	0	0	0		0	0	0		0	0
Ветровая	19,16	-8,27	0	19,17	9,47	0	14,33		7	0	14,33		-6,2	0

Для расчета колонн необходимо знать, при каком сочетании нагрузок в расчетных сечениях возникает максимальный изгибающий момент и соответствующая ему продольная сила, максимальная продольная сила и соответствующий ей момент.

Будем производить расчет рамы на следующие сочетания нагрузок:

1. Постоянная нагрузка + снеговая нагрузка;

2. Постоянная нагрузка + ветровая нагрузка;

3. Постоянная нагрузка + 0.9* снеговая нагрузка + 0.9* ветровая нагрузка.

Усилия в расчетных сечениях колонн от рассмотренных сочетаний представим в

Сочетания нагрузок	Сечения
	А-А			Б-Б				В-В				Г-Г
	M	N	Q	M	N	Q	M		N	Q	M		N	Q
1-е сочетание	-156,86	-197,28	34,13	314,25	-122,4	34,13	-314,31		-122,83	-34,13	156,86		-197,28	-34,13
2-е сочетание	-137,64	-163,62	28,83	241,82	-88,67	26,16	-209,91		-86,7	-23,16	85,92		-161,64	-19,6
3-е сочетание	-175,11	-194,7	37,09	320,27	-119,76	34,7	-290,91		-117,98	-31,9	128,56		-192,9	-28,8

Таблица 8. Усилия в расчетных сечениях колонн от сочетаний нагрузок.

Анализ данных показывает, что наиболее загруженной является заветренная сторона рамы. Наибольшие усилия в расчетных сечениях дает 2-е сочетание нагрузок. За расчетные значения принимаем изгибающий момент и продольную силу в сечении В-В: _{М=-314,31 т*м} и соответствующее продольное усилие _N=-122,83т

Определим расчетное сочетание, дающее наибольшую сжимающую нагрузку.

За расчетное возьмем сечение В-В, имеющее: _{М=-314,317 т*м} , _N=-122,83т и _Q=-34,13т

Подбор сечения колонны, проверка ее прочности и проверка местной устойчивости колонны производится по этим усилиям