2.3 Расчет усилий в элементах рамы и построение комбинаций усилий в расчетных сечениях
Расчет завершается получением распечатки усилий в узлах элементов рамы, которые необходимо упорядочить. В таблицу заносятся значения М, N, Q в расчетных сечениях (сечения 1-1, 2-2, 3-3, 4-4) для схемы загружения в соответствии с принимаемым сочетаний ψ. Таблица сводных усилий представлена в приложении 3.1.
После оформления таблицы П. 3-1 целесообразно представить полученный результат графически, для чего составляется таблица эпюр усилий (таблица П. 3-2) на рассматриваемом элементе от каждого вида загружения. В данном случае ограничимся построением только эпюр М и N. Эпюры в этой строятся уже с учетом введения коэффициентов сочетаний ψi. Таблица эпюр усилий представлена в приложении 3.2
На основании эпюр усилий от каждого вида нагрузки определяются наиневыгоднейшие суммарные положительных и отрицательных (в алгебраическом смысле) усилия в заданных сечениях рамы при самых неблагоприятных, но физически возможных сочетаниях нагрузок.
Таблицы комбинаций удобно строить, пользуясь данными таблицы эпюр П. 3-2. В случае для расчетного сочетания, учитывающего одну постоянную нагрузку (собственный вес) и три временные кратковременные (крановые, снеговые и ветровые нагрузки) строятся две комбинации усилий:
- максимальные и минимальные изгибающие моменты (M+max и M-min) и соответствующие им продольные усилия N;
- максимальные и минимальные продольные усилия (Nmax и Nmin) и соответствующие им изгибающие моменты M+ и M-.
Построенные комбинаций сведено в таблицу П. 3-3. Полученные результаты будут использованы при выполнении проверок устойчивости и прочности элементов рамы с целью подбора или уточнения ранее назначенных размеров их поперечного сечения.
Приложения
Приложение П.1. Разбивка рамы на узлы и элементы, составление таблиц по геометрии и типологии
Рис.П1. Разбивка рамы на узлы и элементы.
Рис.П2. Расчетная схема рамы.
Таблица.П1.Значения продольной и изгибной жескостей элементов.
|
№ элемента |
Iy, см4 |
F, см2 |
EF, т |
EIy, т·м2 |
|
1 |
295183,6 |
139,44 |
287246,4 |
60807,8 |
|
2 |
18530 |
69,72 |
143623,2 |
3817,2 |
|
3 |
295183,6 |
139,44 |
287246,4 |
60807,8 |
|
4 |
18530 |
69,72 |
143623,2 |
3817,2 |
|
5 |
1180734 |
- |
- |
243231,2 |
Приложение 2. Сбор нагрузок и расчет усилий в элементах рамы
Приложение 2.1. Постоянные нагрузки
Рис.П3. Схема загружения постоянными нагрузками.
Приложение 2.2. Крановые нагрузки
Рис.П.4. Схема загружения крановой нагрузкой 1.
Рис.П5. Схема загружения от действия крановой нагрузки 2.
Рис.П6. Схема загружения от действия крановых нагрузок 4, 5,6 и 7.
Приложение 2.3. Снеговые нагрузки
19,19тс 19,19тс
Рис.П7. Схема загружения от действия снеговой нагрузки.
Приложение 2.4. Ветровая нагрузка
Рис.П8. Схема загружения от действия ветровой нагрузки слева.
Рис.П9. Схема загружения от действия ветровой нагрузки справа.
Приложение 3. Результаты расчета усилий в элементах рамы каркаса
Приложение 3.1 Построение сводной таблицы усилий в расчетных сечениях
Таблица П3-1.
|
|
№схем |
Коэф. |
1-1 |
2-2 |
3-3 |
4-4 | |||||||||||
|
ψ |
N |
M |
Q |
N |
M |
Q |
N |
M |
Q |
N |
M |
Q | |||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 | |||
|
Постоянные |
1 |
1 |
-110,45 |
8,31 |
-3,74 |
-59,12 |
-14,06 |
-3,74 |
-54,91 |
7,13 |
-3,74 |
-45,84 |
0 |
-3,74 | |||
|
Крановые нагрузки |
2 |
1 |
-79,79 |
1,74 |
2,06 |
-79,79 |
31,59 |
2,06 |
0,00 |
-5,35 |
2,06 |
0,00 |
0,00 |
2,06 | |||
|
DmaxDmin | |||||||||||||||||
|
Mmax Mmin |
0,9 |
38,91 |
1,57 |
1,85 |
38,91 |
28,43 |
1,85 |
0,00 |
-4,82 |
1,85 |
0,00 |
0,00 |
1,85 | ||||
|
полная |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| ||||
|
Крановые нагрузки |
|
1 |
-20,16 |
-24,08 |
2,06 |
-20,16 |
5,77 |
2,06 |
0,00 |
-5,35 |
2,06 |
0,00 |
0,00 |
2,06 | |||
|
DminDmax |
3 | ||||||||||||||||
|
Mmin Mmax |
|
0,9 |
35,32 |
-21,67 |
1,85 |
-35,32 |
5,19 |
1,85 |
0,00 |
-4,82 |
1,85 |
0,00 |
0,00 |
1,85 | |||
|
полная |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |||
|
Крановые нагрузки |
4 |
1 |
0,00 |
6,70 |
-0,52 |
0,00 |
-0,6 |
-0,52 |
0,00 |
-0,6 |
0,33 |
0,00 |
0,00 |
0,33 | |||
|
Левая стойка Т вправо |
0,9 |
0,00 |
6,03 |
-0,47 |
0,00 |
-0,54 |
-0,47 |
0,00 |
-0,54 |
0,30 |
0,00 |
0,00 |
0,30 | ||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| ||||
|
Крановые нагрузки |
5 |
1 |
0,00 |
-6,70 |
0,52 |
0,00 |
0,6 |
0,52 |
0,00 |
0,6 |
-0,33 |
0,00 |
0,00 |
-0,33 | |||
|
Левая стойка Т влево |
0,9 |
0,00 |
-6,03 |
0,47 |
0,00 |
0,54 |
0,47 |
0,00 |
0,54 |
-0,30 |
0,00 |
0,00 |
-0,30 | ||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| ||||
|
Крановые нагрузки |
6 |
1 |
0,00 |
5,62 |
-0,33 |
0,00 |
0,6 |
-0,33 |
0,00 |
0,6 |
-0,33 |
0,00 |
0,00 |
-0,33 | |||
|
Правая стойка Т вправо |
0,9 |
0,00 |
5,06 |
-0,30 |
0,00 |
0,54 |
-0,30 |
0,00 |
0,54 |
-0,30 |
0,00 |
0,00 |
-0,30 | ||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| ||||
|
Крановые нагрузки |
7 |
1 |
0,00 |
-5,62 |
0,33 |
0,00 |
-0,6 |
0,33 |
0,00 |
-0,6 |
0,33 |
0,00 |
0,00 |
0,33 | |||
|
Правая стойка Т влево |
0,9 |
0,00 |
-5,06 |
0,30 |
0,00 |
-0,54 |
0,30 |
0,00 |
-0,54 |
0,30 |
0,00 |
0,00 |
0,30 | ||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| ||||
|
Снеговая нагрузка |
8 |
1 |
-71,90 |
6,02 |
-1,11 |
-71,90 |
-10,06 |
-1,11 |
-71,90 |
2,88 |
-1,11 |
-71,90 |
0,00 |
-1,11 | |||
|
0,9 |
-64,71 |
5,42 |
-1,00 |
-64,71 |
-9,05 |
-1,00 |
-64,71 |
2,59 |
-1,00 |
-64,71 |
0,00 |
-1,00 | |||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| ||||
|
Ветровая нагрузка |
9 |
1 |
0,00 |
74,91 |
-7,65 |
0,00 |
3,94 |
-2,14 |
0,00 |
3,94 |
-2,01 |
0,00 |
0,00 |
-1,02 | |||
|
(ветер слева) |
0,9 |
0,00 |
67,42 |
-6,89 |
0,00 |
3,55 |
-1,93 |
0,00 |
3,55 |
-1,81 |
0,00 |
0,00 |
-0,92 | ||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| ||||
|
Ветровая нагрузка |
10 |
1 |
0,00 |
-71,21 |
6,57 |
0,00 |
-5,34 |
2,51 |
0,00 |
-5,34 |
2,42 |
0,00 |
0,00 |
1,69 | |||
|
(ветер справа) |
0,9 |
0,00 |
-64,09 |
5,91 |
0,00 |
-4,81 |
2,26 |
0,00 |
-4,81 |
2,18 |
0,00 |
0,00 |
1,52 | ||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| ||||
Приложение 3.2 Комбинации усилий, построение огибающих M,N
Таблица П.3-2.
|
№№ схем |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
Усилия | |||||
|
Продольные усилия N
|
|
|
|
|
|
|
Изгибающие моменты М
|
|
|
|
|
|
Продолжение таблицы П3-2.
.
|
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица
П3-3. Расчетные усилия в сечениях для
и
|
Расчетные усилия |
1-1 |
2-2 |
3-3 |
4-4 | ||||
|
M |
N |
M |
N |
M |
N |
M |
N | |
|
NN схем |
1,2,4,8,9 |
1,2,4,8,9 |
1,2,5,9 |
1,2,5,9 |
1,8,9 |
1,8,9 |
1,8 |
1,8 |
|
|
8,31 |
-110,45 |
-14,06 |
-59,12 |
7,13 |
-54,91 |
0 |
-45,84 |
|
1,57 |
-48,65 |
28,43 |
-48,65 |
2,59 |
-64,71 |
0 |
-64,71 | |
|
6,03 |
0 |
0,77 |
0 |
3,55 |
0 |
|
| |
|
5,42 |
-64,71 |
3,55 |
0 |
|
|
|
| |
|
67,42 |
0 |
|
|
|
|
|
| |
|
|
88,75 |
-223,81 |
18,69 |
-109,77 |
13,27 |
-119,62 |
0 |
-110,55 |
|
NN схем |
1,3,7,10 |
1,3,7,10 |
1,8,10 |
1,8,10 |
1,2,4,10 |
1,2,4,10 |
1,8 |
1,8 |
|
|
8,31 |
-110,45 |
-14,06 |
-59,12 |
7,13 |
-54,91 |
0 |
-45,84 |
|
-21,67 |
-21,8 |
-9,05 |
-64,71 |
-4,82 |
0 |
0 |
-64,71 | |
|
-5,06 |
0 |
-4,81 |
0 |
-0,77 |
0 |
|
| |
|
-64,09 |
0 |
|
|
-4,91 |
0 |
|
| |
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
|
|
-82,51 |
-132,25 |
-27,92 |
-123,83 |
-3,37 |
-54,91 |
0 |
-110,55 |
|
|
88,75 |
-223,81 |
18,69 |
-109,77 |
13,27 |
-119,62 |
0 |
-110,55 |
|
|
-82,51 |
-132,25 |
-27,92 |
-123,83 |
-3,37 |
-54,91 |
0 |
-110,55 |
и соотв. N
и соотв. N
(N)
(N)
Таблица
П3-4. Расчетные усилия в сечениях для
и
|
Расчетные усилия |
1-1 |
2-2 |
3-3 |
4-4 | ||||
|
M |
N |
M |
N |
M |
N |
M |
N | |
|
NN схем |
1,2,4,8,9 |
1,2,4,8,9 |
1,2,4,8,9 |
1,2,4,8,9 |
1,8,9 |
1,8,9 |
1,8 |
1,8 |
|
|
8,31 |
-110,45 |
-14,06 |
-59,12 |
7,13 |
-54,91 |
0 |
-45,84 |
|
1,57 |
-48,65 |
28,43 |
-48,65 |
2,59 |
-64,71 |
0 |
-64,71 | |
|
6,03 |
0 |
-0,77 |
0 |
3,55 |
0 |
|
| |
|
5,42 |
-64,71 |
-9,05 |
-64,71 |
|
|
|
| |
|
67,42 |
0 |
3,55 |
0 |
|
|
|
| |
|
|
88,75 |
-223,81 |
8,1 |
-172,48 |
13,27 |
-119,62 |
0 |
-110,55 |
|
NN схем |
1,3,7,8,10 |
1,3,7,8,10 |
1,3,7,8,10 |
1,3,7,8,10 |
1,2,4,8,10 |
1,2,4,8,10 |
1,8 |
1,8 |
|
|
8,31 |
-110,45 |
-14,06 |
-59,12 |
7,13 |
-54,91 |
0 |
-45,84 |
|
-21,67 |
-48,65 |
-4,82 |
-21,8 |
-4,82 |
0 |
0 |
-64,71 | |
|
-5,06 |
0 |
-0,77 |
0 |
-0,77 |
0 |
|
| |
|
5,42 |
-64,71 |
-9,05 |
-64,71 |
2,59 |
-64,71 |
|
| |
|
-64,09 |
0 |
-4,81 |
0 |
-4,81 |
0 |
|
| |
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
|
Σ |
-77,09 |
-223,81 |
-33,51 |
-145,63 |
-0,68 |
-119,62 |
0 |
-110,55 |
|
|
88,75 |
-223,81 |
8,1 |
-172,48 |
13,27 |
-119,62 |
0 |
-110,55 |
|
|
-77,09 |
-223,81 |
-33,51 |
-145,63 |
-0,68 |
-119,62 |
0 |
-110,55 |
и соотв.
и соотв.
(
)
(
)