5.2 Задание нагрузок на раму каркаса, работа с нагружениями.
Зададим нагрузки от веса покрытия. Как уже указывалось, они приводятся к узловым нагрузкам и прикладываются в узлах ферм. Нагрузки будем задавать в отдельных нагружениях, объединяя их по принципу, указанному выше.
Последовательно выбираем пункты верхнего меню → Редактировать → Нагрузки → Узловые → Силы и моменты: → -установить. В дополнительной планке переключателей щелкаем по кнопке «Нагружение». В окне редактора задаем номер нагружения 2. |
|
|
Оставляем включенным переключатель «Pz», а остальные отключаем (узловые нагрузки прикладываются в глобальной системе координат). В окне редактора задаем узловые нагрузки от веса покрытия без утеплителя:
Поскольку в программе есть встроенный калькулятор, можно не вычислять значение силы, а задать его в виде арифметического выражения. |
|
|
При помощи рамки (переключатель [Box] на планке переключателей 2) в рабочем окне выбираем все верхние узлы фермы кроме крайних. |
|
|
74
Нагрузка от веса фермы и покрытия передается на крайние колонны с эксцентриситетом e1= 0.125 м (в средних колоннах эксцентриситет уравновешен). Самый простой способ учесть наличие этого эксцентриситета – это ввести сосредоточенные моменты в уровне верха колонн. Их величины равны:
Таблица 3.3
Номер нагружения |
Источник нагрузки |
Вертикальная сила на крайнюю колонну |
Вертикальная сила на среднюю колонну |
Расчетный момент, передаваемый с покрытия |
|||
1 |
Вес фермы |
- |
- |
|
|||
2 |
Вес конструкции кровли без утеплителя |
8.65 кН |
17.35 |
|
|||
3 |
Вес утеплителя |
3.7 кН |
7.4 |
|
|||
4 |
Вес железобетонных плит |
14.8 кН |
29.6 |
|
|||
5 |
Полное значение снеговой нагрузки на весь пролет |
15.4 кН |
30.8 |
|
|||
6 |
Полное значение снеговой нагрузки на половину пролета75 |
- |
30.8 |
|
|||
Снова щелкаем левой кнопкой мыши по окну редактора и задаем значение узловой нагрузки в крайних узлах (оно в 2 раза меньше, чем в средних). |
|
|
|||||
Щелчком левой кнопки мыши в рабочем окне (переключатель [Einz] на планке переключателей 2) выбираем крайние узлы ферм. |
|
|
|||||
В дополнительной планке переключателей отключаем кнопку «Pz» и нажимаем переключатель «My». В окне редактора задаем величину изгибающего момента: My=8.65 кНм. В рабочем окне щелкаем по вспомогательному узлу левой колонны.76 |
|
|
|||||
Затем снова щелкаем левой кнопкой мыши в окне редактора и меняем знак изгибающего момента: My=-8.65 кНм. Щелчком левой кнопки мыши в рабочем окне выбираем вспомогательный узел правой колонны. |
|
|
|||||
Аналогично задаются узловые моменты в нагружении 1 и узловые нагрузки в трех других нагружениях (вертикальные силы в узлах ферм и сосредоточенные моменты в верхних узлах крайних колонн).77
Для нагружения 4 узловые вертикальные силы в средних узлах задаются аналогично. В крайних узлах также действует вертикальная нагрузка от навесных стеновых панелей с эксцентриситетом e2 = 0.45м.
Суммарная нагрузка в уровне верха надкрановой части колонн составит:
В дополнительной планке переключателей должна быть нажата кнопка «Pz». Задаем величину вертикальной нагрузки для участка стены между отметками 13.8 и 16.2 м. Щелкаем в рабочем окне левой кнопкой мыши по верхним узлам крайних колонн. Нажимаем кнопку «My», задаем вычисленную выше величину момента для участка стены между отметками 13.8 и 16.2 м. Затем в рабочем окне щелкаем по верхнему вспомогательному узлу крайней левой колонны. В окне редактора меняем знак момента на противоположный и щелкаем по вспомогательному узлу крайней правой колонны.
В надкрановой части колонн действует суммарная нагрузка и момент от веса подкрановой балки и крановых путей, а также от веса навесных стеновых панелей на участке между 9.6 и 13.8 м:
Для крайних колонн:
Для средних колонн:
.
Нагрузка прикладывается по центру подкрановой части колонн (для этого специально был создан промежуточный узел). Для крайней правой колонны следует поменять знак момента на противоложный. Схема узловых сил на раму в нагружении 4 будет иметь вид:
Схема узловых моментов:
В дополнительной командной панели щелкаем по кнопке «Нагружение». В окне редактора задаем номер нагружения 5. Оставляем включенным переключатель «Pz», а остальные отключаем (узловые нагрузки прикладываются в глобальной системе координат). В окне редактора задаем узловые нагрузки от веса снега:
Выбираем при помощи рамки (переключатель [Box] на планке переключателей 2) все узлы ферм, за исключением крайних. |
|
||
В окне редактора задаем значения нагрузок в крайних узлах: Pz = -15.39 кН. В рабочем окне щелкаем по крайним узлам ферм. В дополнительной планке переключателей нажимаем кнопку «My». В окне редактора задаем величину изгибающего момента My = 15.39 кНм. В рабочем окне щелкаем левой кнопкой мыши по вспомогательному узлу крайней левой колонны. |
|
||
Затем в окне редактора меняем знак момента на противоположный и щелкаем по узлу крайней правой колонны. |
|||
В дополнительной планке переключателей щелкаем по кнопке «Нагружение». В окне редактора задаем номер нагружения 6. Оставляем включенным переключатель «Pz», а остальные отключаем. В окне редактора задаем узловые нагрузки от веса снега: Pz = -30.78 кН. Выбираем узлы на внутренней половине ферм.78 |
|
||
В дополнительной планке переключателей нажимаем кнопку «My» и отключаем кнопку «Pz». В окне редактора задаем значения момента в левом вспомогательном узле колонны: My = 4.85 кНм. В рабочем окне левой кнопкой мыши щелкаем по указанному узлу. |
|
||
Затем в окне редактора меняем знак момента на противоположный и щелкаем по вспомогательному узлу крайней правой колонны. |
|||
.
Аналогично задаются крановые нагрузки. Схема их приложения представлена в таблице:
Нагружение 7: На крайней колонне: Pz = -647 кН, My = 291.15 кН. На средней колонне: Pz = -209.5 кН, My = - 157.125 кН. |
|
Нагружение 8 На крайней колонне: Pz = -209.5 кН, My = 94.275 кН. На средней колонне: Pz = -647 кН, My = -485.25 кН. |
|
Нагружение 9 На крайних колоннах: Pz = -172.5 кН, My = 77.6 кН (-77.6 кН), На средней колонне: Pz = -1065.7 кН. |
|
Тормозные крановые нагрузки прикладываем в виде сосредоточенных сил на элемент, приложенных в уровне верха подкрановой балки (т.е. на расстоянии 1.4 м от верха подкрановой консоли).
Нагружение 10 На крайней колонне: Px = 26.8 кН.
|
|
|
Нагружение 11 На средней колонне: Px = 26.8 кН. |
|
|
Последовательно выбираем пункты верхнего меню → Редактировать → Нагрузки → Элементные → Сосредточенные: → -установить. В дополнительной планке переключателей нажимаем кнопку «Нагружение» и в окне редактора задаем новый номер нагружения – 10. Нажимаем переключатели «ГСК» (глобальная система координат), «Px/r» (направление вдоль глобальной оси X), остальные переключатели должны быть отключены. В окне редактора задаем привязку сосредоточенной силы относительно начала стержня (отношение расстояния от точки приложения до начального узла к общей длине элемента) r/l = 1.4/5.15 = 0.27 и величину нагрузки Px = 26.8 кН. Затем в рабочем окне выбираем элемент надкрановой части крайней левой колонны. Меняем в дополнительной планке перелючателей номер нагружения на 11 и в рабочем окне щелкаем левой кнопкой мыши по надкрановой части средней колонны. |
|
|
Выбор пунктов верхнего меню → Редактировать → Нагрузки → Нагружения → -нагружения позволяет посмотреть состав нагрузок по номерам нагружений. Выбрав номер нагружения «0», можно увидеть нагрузки по всем нагружениям одновременно. |
|
|
Выбираем пункты верхнего меню → Редактировать → Нагрузки → Нагружения → -нагружения. При помощи линейки прокрутки выбираем нагружение 10. В дополнительной планке переключателей нажимаем кнопку «копировать». В окне редактора задаем новый номер нагружения - 12. |
|
|
Аналогично при помощи линейки прокрутки выбираем нагружение 11 и копируем его в нагружение 13. Затем копируем нагружение 10 в нагружение 14 и нагружение 11 – в нагружение 15. Таким образом, каждой вертикальной крановой нагрузке будет соответствовать своя пара тормозных нагружений.
Ветровую нагрузку задаем в виде эквивалентной распределенной нагрузки, а также сосредоточенной силы, заменяющей ветровое воздействие на конструкции выше отм. 14.4 м.
Последовательно выбираем пункты верхнего меню → Редактировать → Нагрузки → Узловые → Силы и моменты: → -установить.
В дополнительной планке переключателей щелкаем по кнопке «Нагружение». В окне редактора задаем номер нагружения – 16.
Оставляем включенным переключатель «Px», а остальные отключаем. В окне редактора задаем величину узловой нагрузки: Px = 8.42 кН. В рабочем окне щелкаем мышью по крайнему левому узлу фермы. |
|
|
Последовательно выбираем пункты верхнего меню →Редактировать →Нагрузки →Элементные →Равномерно распределенные: →-установить. В дополнительной планке переключателей должно быть высвечено «Нагружение 16». Нажимаем кнопку «ГСК» (глобальная система координат), «Qx/r» (нагрузка действует вдоль глобальной оси X) и в окне редактора задаем значение распределенной нагрузки: Qx = 1.21 кН/м. |
|
|
В рабочем окне при помощи рамки (переключатель [Box] на планке переключателей 2) выбираем вертикальные элементы крайней левой колонны. Аналогично задается распределенная нагрузка с другой стороны. |
|
|
При помощи пунктов меню →Проекты → Сохранить как… или кнопки сохраняем файл под имеющимся или новым именем.