Длина здания (по осям крайних поперечных рам) (l),м ………………….144 Пролет здания (в),м …………………………………………………………...18

Шаг установки колонн (Т), м………………………………………….……….12

Грузоподъёмность мостовых кранов(Qкр),т……………………………..100/20

Пролет моста крана (В_кр), м ………………………………………………….16,5

Нормативная сила давления колеса крана на рельс (Р_max), кН ……………..385

Высота подкрановой балки в опорном сечении (Н_п.б.), мм .………………1050

Вес подкрановой балки (G_п.б.), кН …………………………………………….150

Длина колонны (до высоты пролета) (Н), м …………………………………19,0

в том числе: длина верхней части колонны (Н_в), м……….….…..……6,0

длина нижней части колонны (Н_н), м…………...……...13,0

Ширина верхней части колонны (b_в), мм .……………………………………500

Ширина нижней части колонны (b_н), мм..…………………...………………1000

Постоянная нагрузка от покрытия (q_n), кН/м …………………………..……44,7

Снеговая нагрузка (q_сн), кН/м …………………………………………………20,2

Вертикальная сила давления колес крана,

максимальная (D_max) кН …………………………………………2602

минимальная (D_min) кН …………………………………………...984

Сила поперечного торможения кранов (P^Г), кН ……………………………..99,4

Моменты от D_max, кН м ……………………………………………………….1464

D_min, кН м ………………………………………………………...553

Ветровая нагрузка: активное давление (q_в), кН/м ……………………………5,44

отсос (), кН/м ………………………………………….4,08

сосредоточенная сила ветра на шатер здания:

с наветренной стороны (W₀), кН …...…………….45,94

с заветренной стороны (), кН …………………34,46

Решение.

1. Выбор соотношений моментов инерции элементов рамы и определение её характерных сечений.

По заданным геометрическим размерам колонн и пролету здания строим расчетную схему поперечной рамы и обозначаем действующие на неё нагрузки (рис.14).

Рис.14.

По графикам (рис.15) выбираем соотношения моментов инерции

;

Для ведения дальнейших расчетов намечаем четыре сечения:

I – I - у основания колонны (стойки);

II – II - у подкранового пояса нижней части колонн;

III – III - у подкранового пояса верхней части колонн;

IV – IV - у сопряжения верхней части колонн с ригелем.

легкая (неутепленная); утепленная кровля.

Рис.15.

2. Построение эпюр изгибающих моментов, поперечных и продольных сил от постоянных нагрузок и определение внутренних усилий в характерных сечениях.

Строим расчетную схему рамы (рис.16). В данной раме 6 реактивных усилий (по 3 в каждой жесткой заделке). Следовательно, рама (6 – 3 = 3) трижды статически неопределима.

Рис.16.

Основную систему получаем, разрезав ригель в коньковом (срединном) сечении и заменив внутренние силовые факторы неиз- вестными усилиями Х₁ и Х₂ и моментом Х₃ (рис.17).

Рис.17.

Составляем систему канонических уравнений:

Определяем перемещения (коэффициенты и свободные члены) канонических урав- нений. Для этого нагружаем основную систему последовательно силами (рис.18,а),(рис.18, б),(рис.18, в) и внешней нагрузкойq_n(рис.18, г), строим соответствующие эпюры изгибающих моментов (рис.18 , д, е, ж, з).

Для определения коэффициента перемножим эпюру«М₁» саму на себя, получим:

,

где м²,м,

м²,м,

м²,м,

J_н= 8 J_в.

После подстановки найдем

Аналогично определим и другие коэффициенты:

; ;

;

Рис.18.

Рис. 19.

Канонические уравнения приобретают вид:

Откуда Х₁= 11,3кН;Х₂= 0кН;Х₃= -1704кН;

Строим эпюры изгибающих моментов, продольных и поперечных сил от равномерно распределенной нагрузки q_n, приложенной к ригелю.

Эпюра “M_x” (рис.20, а):

ригель:М_хmax=X₃ = 1704 кН м, кН м.

стойки: кН м;

а)

Эпюра “Q_x” (рис.20, б):

ригель:

;

правая стойка:

левая стойка:

б)

Эпюра “N_x” (рис.20, в):

ригель:

правая стойка:

левая стойка:

в)

Рис.20.

В ступенчатых стойках рамы из-за смещения центров тяжестей сечений верхней и нижней частей возникают изгибающие моменты:

где N_x– продольная сила в стойках рамы от собственного веса покрытия,

е – смещение центров тяжестей верхней и нижней частей колонн:

Для учета момента М_стстроим расчетную схему, оставляя основную систему преж- ней, (рис.19, а). Строим эпюру изгибающих моментов от внешней нагрузки (рис.19, б) и используя систему канонических уравнений, для которых свободные члены равны:

;

получаем систему линейных уравнений:

Решая систему, найдем Х₁ = -7,6кН,Х₃= - 15,9кН м, (Х₂= 0).

Строим эпюры “M_x”, “N_x”, “Q_x” для поперечной рамы от моментаМ_ст(рис.21, а,б,в, ):

а) б) в)

Рис.21.

Просуммировав значения эпюр от вертикальной нагрузки по ригелю и от смещения центров тяжестей стоек, получим суммарные значения внутренних силовых факторов в каждом характерном сечении (табл.2).

Таблица 2.

Значения М_x, Q_x, N_x от вертикальной нагрузки по ригелю в характерных сечениях.

Сечение	Моменты Мх, кН м			Продольная сила Nx, кН			Поперечная сила Qx, кН
	oт qn	oт Mcm	суммар- ные	oт qn	oт Mcm	суммар- ные	oт qn	oт Mcm	суммар- ные
правая стойка: I – I II – II III – III IV – IV левая стойка: I – I II – II III – III IV - IV	107,9 -34,8 -34,8 -106 107,9 -34,8 -34,8 -106	-27,9 70,9 -29,7 15,9 -27,9 70,9 -29,7 15,9	80 36,1 -64,5 -90,1 80 36,1 -64,5 -90,1	-11,3 -11,3 -11,3 -11,3 11,3 11,3 11.3 11.3	7,6 7,6 7,6 7,6 -7.6 -7,6 -7,6 -7.6	-3,7 -3,7 3,7 3,7 3,7 3,7 3,7 3,7	-402,4 -402,4 -402,4 -402,4 -402,4 -402,4 -402,4 -402,4	- - - - - - - -	-402,4 -402,4 -402,4 -402,4 -402,4 -402,4 -402,4 -402,4

Строим суммарные эпюры M_x,Q_x, N_x (рис.22, а,б,в):

а) б) в)

Рис.22.

3. Определение усилий в поперечной раме от снеговой нагрузки.

Значения изгибающих моментов, продольных и поперечных сил от снеговой нагрузки получим умножением значений M_x, Q_x, N_x от постоянной нагрузки на переходной коэффициент: и сведем в таблицу 3.

Таблица 3.

Значения М_х, Q_x, N_x от снеговой нагрузки в характерных сечениях рамы

Силовые факторы	Сечения поперечной рамы
	Левая стойка				Правая стойка
	I - I	II - II	III - III	IV - IV	I - I	II - II	III - III	IV - IV
Mx, Qx, Nx	36,1 -1,7 -182	16,3 -1,7 -182	-29,2 -1,7 -182	-40,7 -1,7 -182	36,1 1,7 -182	16,3 1,7 -182	-29,2 1,7 -182	-40,7 1,7 -182

4. Определение усилий в поперечной раме от крановых моментов.

В найневыгоднейшем положении мостовые краны нагружают стойки рамы максимальной и минимальной силой давления колес кранов (D_max D_min), а также моментами M_max и M_min от вертикальных сил давления колес кранов D_max и D_min , приложенных на уровне подкрановых площадок в месте перехода нижней части колонн в верхнюю.

Составляем расчетную схему рамы, нагруженной крановыми моментами (рис.19, в), используя выбранную ранее основную систему. В системе канонических уравнений ко- эффициенты остаются прежними; находим лишь свобод- ные членыуравнений перемножением грузовой эпюры моментов (рис.19, г) на эпюры от единичных сил (рис.18, д,е,ж)