Раздел 3.2.

Исходные данные и условие расчета:

Для заданного производственного здания (табл.П.1 и П.2.) рассчитать внутренние силовые факторы в поперечной раме от внешних нагрузок, определенных при решении задачи 3.1. и найти расчетные усилия в её характерных сечениях.

Методические указания к выполнению расчета.

Целью расчета является определение максимальных значений внутренних силовых факторов (изгибающих моментов, продольных и поперечных сил), необходимых для подбора сечений элементов рамы, расчета сопряжений, узлов и других деталей.

Внутренние усилия (силовые факторы) в раме следует выполнять отдельно для каждой внешней нагрузки, рассчитанной в задаче 3.1.

Предварительно намечают характерные сечения у узлов рамы и у мест приложения внешних сосредоточенных сил или моментов. Для одноступенчатых стоек с кранами в одном ярусе таких сечений будет четыре.

Приступая к расчету внутренних силовых факторов рамы, необходимо любым спо- собом установить жесткость её элементов. Для цельнометаллической рамы достаточно установить соотношение моментов инерции верхних и нижних частей стоек и ригеля.

В общем случае поперечная рама цеха с жестким соединением ригеля и стоек отно- сится к числу статически неопределимых П-образных рам. Для раскрытия статической неопределимости следует воспользоваться любым из известных инженерных методов расчета статически неопределимых механических систем.

В выполненном примере использован метод сил с составлением канонических урав- нений, известный студентам по курсу сопротивления материалов. Коэффициенты кано- нических уравнений найдены вычислением интеграла Мора по способу Верещагина.

Следует определить усилия в стойках рамы от постоянных нагрузок, от крановых нагрузок и от ветровой нагрузки.

К вертикальным нагрузкам, приложенным к ригелю, относятся: постоянная нагруз- ка от веса покрытия, снеговая нагрузка и в отдельных случаях технологические нагрузки, которые в данной задачи не учитываются. К крановым нагрузкам относятся крановые мо- менты, приложенные на уровне подкрановых площадок в месте перехода нижней части колонны в верхнюю, а также силы поперечного торможения кранов, приложенные к од- ной из стоек на уровне тормозной балки. Ветровая нагрузка действует на стойки рамы равномерно по всему фронту здания.

Полученные для каждого сечения внутренние усилия необходимо внести в таблицу и получить расчетные усилия путем составления сочетаний внутренних усилий.

Последовательность расчета.

1. Установить соотношения моментов инерции верхних и нижних частей стоек и ригеля и выбрать характерные сечения рамы.

2. Построить эпюры изгибающих моментов, продольных и поперечных сил для рамы от постоянных нагрузок и определить внутренние усилия в её характерных сечениях.

3. Определить внутренние усилия в характерных сечениях рамы от снеговой нагрузки.

4. Построить эпюры изгибающих моментов, продольных и поперечных сил для рамы от крановых моментов и вертикальной крановой нагрузки и определить внутренние уси- лия в характерных сечениях рамы.

5. Построить эпюры изгибающих моментов, продольных и поперечных сил для рамы от сил поперечного торможения кранов и определить внутренние усилия в её характер- ных сечениях с учетом пространственной жесткости каркаса.

6. Построить эпюры изгибающих моментов, продольных и поперечных сил для рамы от ветровой нагрузки и определить внутренние усилия в характерных сечениях рамы.

7. Составить сводную таблицу усилий в стойках рамы.

8. Составить таблицу расчетных усилий для рамы с учетом основных и дополнительных сочетаний.

Пример решения расчета:

Исходные данные: