2.2.6. Расчет продольных связей между фермами.
Подбор сечения ведем исходя из предельной гибкости элемента пр=130. Поперечное сечение нижних связей принимаем в виде сварного тавра, верхние связи в виде составного двутавра ( рис.12).
Рис. 12 Поперечные сечения продольных связей между главными фермами.
Результаты расчетов сводим в таблицу.
Таблица 17.
|
Сечение |
Площадь F, м2 |
Момент инерции I, м4 |
Радиус инерции r, м |
Свободная длина l, м |
Гибкость |
Предельная гибкость |
|
в.л. 200х20 г.л. 200х20 |
0.008 |
0.0000377 |
0.0686 |
8.0 |
117 |
130 |
|
0.0000135 |
0.041 |
4.0 |
98 |
|||
|
2L 220x220x20 г.л. 600х30 |
0.0312 |
0.000163 |
0.0723 |
8.0 |
111 |
|
|
0.000149 |
0.219 |
4.0 |
18 |
-
Расчет портальной рамы.
В пролетных строениях с ездой понизу опорные поперечные связи располагаются в плоскости опорных раскосов и образуют с ними и опорными поперечными балками проезжей части «портальную раму». Она необходима для обеспечения пространственной неизменяемости пролетного строения и для передачи горизонтальной поперечной нагрузки с верхних продольных связей между фермами в опорные узлы пролетного строения.
Схема к расчету портальной рамы.
При расчете портальной рамы, ограничимся учетом только ветровой нагрузки.
Нормативная величина опорного давления верхних продольных связей главных ферм, вызванного ветровой поперечной нагрузкой определяется:
V= qw×lсв/ 2
Где: qw= 6.35 кН/ м – нормативная ветровая нагрузка на ферму верхних горизонтальных связей (См. определение нагрузок в элементах фермы по второму сочетанию);
lсв= 110 м. – длина фермы.
V= 6.35×110/ 2= 349.3 кН.
Расстояние от оси нижнего пояса до точки перегиба опорных раскосов определяется выражением:
Где: lр= 18.6 м. – длина опорного раскоса;
с= 10.8 м. – смотри рисунок.
Изгибающие моменты в опорных раскосах (в плоскости портала) от воздействия V равны:
М1= М2= V× l0/ 2= 349.3×0.6/ 2= 104.8 (кНм).
М3= М4= V× (с- l0)/ 2= 349.3×(10.8- 0.6)/ 2= 1781.4 (кНм).
Перенос усилия V в уровень перегиба опорных раскосов соответствует приложению в точках 0 продольных сил от нормативного давления ветра:
Nυ= V(l- l0)/ B= 349.3×(18.6- 0.6)/ 5.8= 1084 (кН),
Где: В= 5.8 м. – расстояние между фермами.
Расчетное осевое усилие в опорном раскосе при взаимодействии нагрузок второго сочетания определяется по формуле:
N11= рн min×∑ω+ ηq×γf×(1+μ)×q× ω-+ ηwγfwNυ = -2104- 0.8×4011+ 0.5×1.5×1084= -4500 (кН). Расчет опорного раскоса на прочность от воздействия нагрузок второго сочетания производится по формуле:
(3.28)
Где: М11= ηwγfwМ4= -0.5×1.5×1781.4= -1336 (кНм);
An= 0,78×0,012×2+ (0,42- 2×0,012) ×0,012×2 - 6×0,025×0,012- 0,3×0,012= 0.0228 (м²);
W= (2×0,012×0,78³/12+ 2×((0,42- 2×0,012) ×0,012³/ 12)+ (0,42- 2×0,012) ×0,012))/0,39 = 0,0268 (м³).
Для опорных раскосов принято коробчатое сечение шириной 476 мм, высотой 800мм и толщиной 25 мм.
Усилия в элементах портальных связей:
(3.29)
(3.30)
Портальные связи 4-5 принимаем сечением, составленным из четырех уголков, размерами 100×100×12.
Проверка на устойчивость:
N/ A<= m×Ry×φ,
Где: A= 4×11.2/ 10000= 0.00448 (м²);
N= 0.439 МН – осевое усилие;
φ – коэффициент понижения напряжений;
λ= 10.75×100/ (4×2.83)= 95 - гибкость;
φ=0.44 (по приложению 5).
0.439/ 0.00448= 98 (МПа)< 295×0.9×0.44= 117 (МПа) – условие выполнено.
Портальные связи 3-4 принимаем сечением, составленным из двух уголков, размерами 160×160×4.
Проверка на устойчивость:
N/ A<= m×Ry×φ,
Где: A= 2×12.43/ 10000= 0.00249 (м²);
N= 0.262 МН – осевое усилие;
φ – коэффициент понижения напряжений;
λ= 5.8×100/ (2×4.22)= 69 - гибкость;
φ=0.68 (по приложению 5).
0.262/ 0.00249= 105 (МПа)< 295×0.9×0.68= 181 (МПа) – условие выполнено.