4.2. Расчётная схема рамы

В расчётной схеме (рис 15)конструктивные элементы изображаем осевыми линиями с идеализированными сопряжениями в узлах.

В расчёте принимаем сопряжение ригеля с колоннами — шарнирное.

Принимаем предварительно соотношение жесткостей стоек а отношение жёсткости ригеля к жёсткости верха колонны

4.3. Статический расчёт рамы

Принятая система рамы с защемлёнными колоннами и шарнирным присоединением ригеля один раз статически неопределима.

Влияние жёсткостных характеристик учитываем коэффициентами:

;;;

;

Вычисление неизвестной Х для различных схем загружения:

Постоянная нагрузка ():

Снеговая нагрузка ():

Вертикальная крановая нагрузка ():

Крановая тормозная нагрузка ():

Ветровая распределённая нагрузка ():

Ветровая сосредоточенная нагрузка ():

По вычисленным значениям строим эпюры M_x;N_x;Q_x, которые суммируем с соответствующими эпюрами от внешних нагрузок. Суммарные эпюры для каждого загружения заносим в таблицу и в характерных сеченияхI-I,II-II,III-IIIопределяем моменты и продольные усилия.

5. Расчёт ступенчатой колонны

5.1. Определение расчётных длин колонны

Определяем расчётные длины в плоскости рамы для нижней и верхней частей колонны по формулам:

, где

,— коэффициенты приведения;

,— геометрические длины соответственно нижней и верхней частей колоны (рис. )

Для данной в проекте схемы рамы коэффициент зависит от соотношения жёсткостей верхней и нижней частей колонны и определяется по таблице 67 СНиПII-23-81* «Стальные конструкции» в зависимости от:

где— силы приложенные к колонне в уступе и в верхнем узле

По таблице 67 коэффициент прии

Коэффициент расчётной длины для верхней части определяем по формуле:

Коэффициент не должен превышать трёх и поэтому

Расчётные длины из плоскости рамы для нижней части колонны: ,

для верхней —

5.2. Подбор сечения верхней части колонны

Подбор сечения верхней части колонны выполняем на наибольшие усилия от совместного действия изгибающего момента и продольной силы в сечении I-Iдля трёх вариантов сочетаний:

1. — М_max = 607,09 кНм иN_соотв= 395,15 кН;

2. — N_max = 584,15 кН иM_соотв = 74,86 кНм

3. — MМ_max = 259,88 кНм иNN_max= 565,25 кН

Сечение надкрановой части колонны принимаем симметричным.

Колонны выполняем из стали С245 18пс по ГОСТ 23570-79 с расчётным сопротивлением при толщинах от 2 до 20 мм.

Определяем требуемую площадь сечения для трёх случаев по формуле:

, где

— эксцентриситет;

Компонуем сечение надкрановой части колонны так, чтобы её площадь была близка к наибольшей определённой выше с соблюдением условий:

Принимаем ширину верха колонны ; принимаем толщину полок

Принимаем толщину стенки

Проверку принятого сечения проверяем по формуле:

, где

— коэффициент снижения расчётного сопротивления при внецентренном сжатии

Рис. 16. Сечение верхней части колонны

Для определения условной гибкости и приведённого эксцентриситета определяем геометрические характеристики подобранного сечения:

Действительная и условная гибкости в плоскости и из плоскости рамы:

Приведённый эксцентриситет:

, где

— коэффициент влияния формы сечения определяемый по СНиПII-23-81 (табл. 73) в зависимости оти

По СНиП II-23-81 (табл. 74) находими проверяем устойчивость в плоскости рамы:

Устойчивость верхней части колонны из плоскости колонны проверяем по формуле:

, где

— коэффициент, учитывающий влияние момента, определяем по СНиПII-23-81 (п. 5.31);

— коэффициент продольного изгиба при

, где

— определяется при

;

, — определяется при

— определяется по СНиПII-23-81 (п. 5.15 и прил .7*)

Проверка местной устойчивости поясов:

— устойчивость поясов обеспечена