3. Определение расчетных усилий в элементах прц

3.1 Выбор расчетной схемы поперечной рамы цеха

При статическом расчете поперечной рамы возможны некоторые предпосылки, суще­ственно упрощающие расчет, но незначительно влияющие на величины определяемых уси­лий.

Так при действии на раму любых нагрузок, кроме вертикальных, непосредственно приложенных к ригелю (постоянная, снег) последний принимается абсолютно жестким. При расчете на вертикальные нагрузки, непосредственно приложенные к ригелю, жесткость по­следнего принимается конечной.

Сопряжение ригеля с колоннами принимается жестким (ферма примыкает к колонне сбоку). При этом фланец верхнего опорного узла должен быть достаточной толщины и не изгибаться под действием горизонтальной силы от опорного момента. Закрепление колонны в фундаменте принимается жестким в плоскости рамы и шарнирным из ее плоскости.

Рама рассчитывается на 8 загружений, после чего для некоторых сечений колонны и для стержней фермы будут определены наиболее невыгодные сочетания нагрузок, по кото­рым следует подбирать поперечные сечения элементов рамы.

По этим данным принимается расчетная схема ПРЦ, наиболее точно описывающая ре­альную работу конструкции, и составляется задание на статический расчет ПРЦ на ЭВМ по программному комплексу "Лира ПК" в виде стандартного файла исходных данных. Для од­ноступенчатых стоек с кранами в одном уровне характерных сечений, где должны опреде­лятся усилия, будет четыре.

3.2 Составление задания на статический расчет прц на эвм

После сбора нагрузок на поперечную раму здания и составления расчетных схем ис­ходные данные для расчета на ЭВМ записываются в специальный бланк с соблюдением ука­занной в бланке размерности величин.

3.3 Составление сводной таблицы усилий в колонне по результатам статического расчета

Для удобства определения расчетных усилий составляется сводная таблица усилий в характерных сечениях для колонн рамы. В таблицу расчетных усилий заносятся значения М и N отдельно для всех нагрузок, причем для удобства определения основных сочетаний они приводятся с коэффициентами сочетаний 1,0 и 0,9 (кроме постоянной нагрузки). Усилия М и N выписываются для сечений в местах закрепления колонны и местах приложения сосредо­точенных сил и моментов.

Продольными силами от действия сил поперечного торможения, ветровой нагрузки, а также в надкрановой части от крановых моментов следует пренебрегать вследствие их не­большой величины. Учет же этих сил практически не оказывает влияния на значения расчет­ных усилий, но значительно затрудняет составление расчетных комбинаций нагрузок.

Для нижнего участка колонн кроме М и N определяют значение поперечной силы Q, которая необходима для расчета решетки сквозных колонн.

3.4 Установление расчетной комбинации усилий для подбора сечений подкрановой и надкрановой частей колонны

Так как заранее неизвестно, при каких комбинациях нагрузок напряжения в расчетных сечениях будут иметь наибольшую величину, то по данным статического расчета составля­ется несколько комбинаций расчетных усилий.

При составлении комбинации загружений рекомендуется руководствоваться следую­щим:

• усилия от постоянных нагрузок включаются в сочетание во всех случаях;

• поскольку однопролетная П-образная рама - симметричная, усилия в левой и правой стойках от q, и s одинаковые, а от М, Т и qw - различные. Поэтому при заполнении таблицы в загружения 3, 5 и 7 вносятся полученные при расчете рамы на каждое из загружений усилия в левой стойке, в загружения 4,6 и 8 - усилия для правой. При составлении сочетаний следу­ет брать одно из двух значений: 3 или 4, 5 или 6, 7 или 8. Усилия от поперечного торможения кранов принимаются со знаком, увеличивающим расчетное суммарное значение изгибающе­го момента;

• одинаково возможны сочетания усилий от крановых моментов и сил поперечного торможения, приложенных как к одной, так и к разным стойкам;

• усилия от сил поперечного торможения кранов в сочетания могут вводится совмест­но с усилиями от крановых моментов.

Для нахождения расчетных усилий (М и N) необходимо составить два основных соче­тания: первое, включающее постоянную и одну наиболее существенно влияющую на вели­чину усилий кратковременную нагрузку, значение которой учитывается без снижения (ψ = 1); второе, включающее постоянную и не менее двух кратковременных нагрузок, которые вводятся с коэффициентом сочетаний ψ = 0,9.

Обычно четыре комбинации усилий: наибольший положительный момент и соответ­ствующая ему продольная сила, наибольший отрицательный момент и соответствующая нормальная сила, наибольшая нормальная сила и соответствующие ей положительный и от­рицательный изгибающие моменты включают в себя невыгоднейшую для подбора сечения комбинацию усилий.

Для расчета анкерных болтов принимаем комбинацию усилий, которая дает наиболь­ший момент и минимальную продольную силу. В большинстве случаев это комбинация уси­лий от постоянной и ветровой нагрузок. Так как продольная сила разгружает анкерные бол­ты, значения усилий от постоянной нагрузки принимается с коэффициентом надежности по нагрузке y_f = 0,9.

Из таблицы комбинаций выбираются расчетные значения усилий для подбора сечений верхней и нижней частей колонны. Так как надкрановая часть конструируется симметрично­го сечения, то необходимо найти наибольшее по абсолютной величине значение момента при наибольшей продольной силе (сечение 3-3 или 4-4). Приняв величину расчетного мо­мента в одном из указанных сечений, находят соответствующее значение момента в упругом сечении, т.е. при тех же комбинациях. В случае сплошной колонны для подкрановой части поступают так же, как и для надкрановой.

При сквозном сечении подкрановой части выбираются две независимые комбинации сочетаний, дающие наибольшее усилие в подкрановой и наружной ветвях. Затем определя­ются соответствующие им продольные силы с учетом собственного веса колонны.