Файл: Федеральное агентство по образованию иркутский государственный технический университет.doc

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 09.12.2023

Просмотров: 857

Скачиваний: 2

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
k1 = 1,8 – 2,0, при жестком сопряжении – k1 = 1,2 – 1,8). Меньшее значение принимают для кранов небольшой грузоподъемности.

При жестком сопряжении ригеля с колонной и кранах грузоподъемности Q = 100 т принят k1 = 1,6.

Для статического расчета рамы достаточно определить только соотношение жесткостей элементов рамы.

Приняв ЕIв= 1, вычисляют соотношения жесткостей элементов рамы, которые округляют до целых чисел:

ЕIв : ЕIн : ЕIр = 1 : n: m = 1 : 5 : 18.

Рекомендуемые соотношения жесткостей элементов рамы в пределах

ЕIн : ЕIв = 5 – 10; ЕIр: ЕIн = 2 – 6.

Принятые соотношения жесткостей элементов рамы укладываются в пределы рекомендуемых

ЕIн : ЕIв= 5; ЕIр: ЕIн = 3,5

Отклонение до 30% в соотношениях жесткостей элементов рамы, предварительно принятых и фактических, определенных в результате расчета, мало сказывается на расчетных усилиях в раме. При большей разнице необходимо принять найденные фактические жесткости элементов рамы за исходные, произвести статический расчет рамы заново и выбрать новые комбинации расчетных усилий.

.

Таблица 7.6

Расчетные усилия в левой колонне раздельно по каждому виду загружения, кН, кН·м

Часть колонны

Номер

наг-

рузки

Вид

наг-

рузки

Коэф.

сочета-

ния Ψ

Подкрановая

Надкрановая

Сечение 1-1

Сечение 2-2

Сечение 3-3

Сечение 4-4

Сечение 5-5

М

N

Q

М

N

Q

М

N

Q

М

N

Q

М

N

Q

1

Посто-янная


1


198,9


–875,3


–13,5


–16,2


–875,3


–13,5


–177,2


–520,0


–13,5


–211,1


–520,0


–13,5


–273,3


–520,0


–13,5


2

Снего-

вая

1

216,6

–604,8

–18,3

–65,4

–604,8

–18,3

–148,5

–604,8

–18,3

–190,3

–604,8

–18,3

–274,5

–604,8

–18,3

0,9

194,9

–544,3

–16,5

–58,9

–544,3

–16,5

–133,7

–544,3

–16,5

–171,3

–544,3

–16,5

–247,1

–544,3

–16,5


3

Dmax

на

левую

1

–31,1

–2101

–62,0

–905,2

–2101

–62,0

413,6

8,9

–62,0

308,2

8,9

–62,0

23,0

8,9

–62,0

0,9

–28,0

–1891

–55,8

–814,7

–1891

–55,8

372,2

8,0

–55,8

277,4

8,0

–55,8

20,7

8,0

–55,8


4

Dmax

на

правую

1

593,7

–690,5

–62,0

–280,3

–690,5

-62,0

145,7

–8,9

-62,0

40,3

–8,9

-62,0

–244,8

–8,9

-62,0

0,9

534,3

–621,5

-55,8

–252,3

–621,5

-55,8

131,1

–8,0

-55,8

36,3

–8,0

-55,8

–220,3

–8,0

-55,8


5

Т

на

левую

1

±460,3

±7,5

±49,2

±97,0

±7,5

±49,2

±97,0

±7,5

±49,2

±180,7

±7,5

±49,2

±36,9

±7,5

±31,3

0,9

±414,3

±6,8

±44,3

±87,3

±6,8

±44,3

±87,3

±6,8

±44,3

±162,3

±6,8

±44,3

±33,2

±6,8

±28,2


6

Т

на

правую

1

±451,2

±7,5

±31,3

±10,1

±7,5

±31,3

±10,1

±7,5

±31,3

±43,0

±7,5

±31,3

±186,9

±7,5

±31,3

0,9

±406,1

±6,8

±28,2

±9,3

±6,8

±28,2

±9,3

±6,8

±28,2

±38,7

±6,8

±28,2

±168,2

±6,8

±28,2


7

Ветер

слева

1

– 718,6

12,0

77,5

44,4

12,0

30,8

44,4

12,0

30,8

91,9

12,0

25,2

172,6

12,0

9,9

0,9

–646,7

10,8

69,8

40,0

10,8

27,7

40,0

10,8

27,7

82,7

10,8

22,7

155,3

10,8

8,9


8

Ветер

справа

1

679,7

– 12,0

-67,9

– 30,6

– 12,0

-32,9

–30,6

– 12,0

-32,9

– 83,0

– 12,0

-28,7

– 188,7

– 12,0

-17,3

0,9

611,7

–10,8

-61,1

–27,5

–10,8

-29,6

–27,5

–10,8

-29,6

–74,7

–10,8

-25,8

–169,8

–10,8

-15,6


7.5. Статический расчет поперечной рамы

7.5.1. Определение расчетных усилий в колонне

Поперечные рамы производственных зданий рассчитываются как плоские статически неопределимые системы. При расчете плоских рам на воздействие крановых нагрузок можно исходить из пространственной работы каркаса, учитывая вовлечение в работу соседних рам через горизонтальные продольные связи по нижним поясам ферм и диск покрытия. Учет этого фактора позволяет снизить изгибающие моменты в нижних сечениях колонн и уменьшить горизонтальные перемещения каркаса.

Статический расчет поперечной рамы на различные виды загружения выполняют известными методами строительной механики (методом сил, методом деформаций и др.) или практическими методами с использованием вспомогательных таблиц и графиков. Целесообразно выполнять статические расчеты на ЭВМ с использованием программных комплексов («Рама-1» – при жестком сопряжении ригеля с колонной, «Рама-2» – при шарнирном сопряжении и ряда других).

Статический расчет производят отдельно на каждую нагрузку или группу нагрузок, которые не могут действовать изолированно одна от другой (собственный вес конструкций покрытия, стенового ограждения, подкрановых балок и др.). Горизонтальные силы от поперечного торможения кранов учитывают только в совокупности с вертикальным давлением кранов и рассматривают как одну кратковременную нагрузку.

Для расчета рамы на ЭВМ составляют таблицу исходных данных (см. прил. 1).

В результате расчета машина выдает значения изгибающих моментов, нормальных и поперечных сил в характерных сечениях колонны, где усилия носят скачкообразный характер и где изменяется размер сечения стержня колонны, при наличии проема для прохода в верхней части колонны – у начала и конца прохода (см. прил. 2).

Наиболее характерными сечениями колонны являются:

1-1 – на уровне обреза фундамента;

2-2 – в верху подкрановой части колонны (бесконечно близкое к уступу колонны снизу);

3-3 – в низу надкрановой части колонны (бесконечно близкое к уступу колонны сверху);

4-4 – на уровне верхнего пояса подкрановой балки;

5-5 – на верхней части колонны в уровне примыкания ригеля к колонне.

Для симметричной рамы таблицу расчетных усилий, полученных в результате расчета раздельно по каждому виду загружения, составляют для ха-

рактерных сечений одной левой колонны (табл. 7.6). Для того чтобы учесть все возможные случаи загружения, в таблицу заносят усилия: от крановых вертикальных воздействий при тележке у правой колонны (эпюра – зеркальное отображение эпюры при тележке слева), от горизонтальной крановой нагрузки

Т, приложенной к другой колонне, от ветра при другом его направлении.

При составлении табл. 7.6 необходимо иметь ввиду, что в табл. П2 прил. 2 знак поперечной силы Qп от давления кранов Dmax на левой колонне и ветровой нагрузки, действующей слева направо, определен для правой колонны. При изменении направления ветра и приложении Dmax на правую колонну знак поперечной силы Qл в левой колоннепоменяется на противоположный cогласно принятому правилу знаков усилий.

Для удобства определения расчетных комбинаций усилий в таблице приводятся усилия от кратковременных нагрузок с коэффициентами сочетаний 1,0 и 0,9.

Принимают правило знаков усилий (рис. 7.6).



Рис. 7.6

На рис. 7.7 – 7.14 показаны эпюры изгибающих моментов и нормальных сил в поперечной раме.

7.5.2. Определение расчетных сочетаний усилий

Расчет конструкций по предельным состояниям первой и второй групп выполняют с учетом неблагоприятных сочетаний нагрузок или соответствующих им усилий.

В зависимости от учитываемого состава нагрузок различают:

а) основные сочетания нагрузок, состоящие из постоянных, длительных и кратковременных; б) особые сочетания нагрузок, состоящие из постоянных, длительных, кратковременных и одной из особых нагрузок.

Постоянные нагрузки в любом сочетании принимаются с коэффициентом сочетания ψ = 1.



Рис. 7.7. Эпюры M и N от постоянной нагрузки



Рис. 7.8. Эпюры M и Nот снеговой нагрузки

Рис. 7.9. Эпюры M и Nот вертикального давления кранов

(Dmax на левой колонне)



Рис. 7.10. Эпюры M и Nот вертикального давления кранов

(Dmax на правой колонне)



Рис. 7.11. Эпюры M и Nот горизонтального торможения кранов,

приложенного у левой колонны


Рис. 7.12. Эпюры M и Nот горизонтального торможения кранов,

приложенного у правой колонны



Рис. 7.13. Эпюры M и Nот ветровой нагрузки (ветер слева)



Рис. 7.14. Эпюры M и Nот ветровой нагрузки (ветер справа)

При расчете конструкций на основные сочетания, содержащие одну временную нагрузку, последняя учитывается без снижения, а при учете двух

и более временных нагрузок расчетные значения длительных нагрузок умножаются на коэффициент сочетания ψ1 = 0,95, кратковременных – на ψ2 = 0,9.

При рассмотрении особых сочетаний расчетные значения временных нагрузок умножаются на коэффициенты сочетания, равные для длительных нагрузок ψ1 = 0,95, для кратковременных – ψ2 = 0,8, значение особой нагрузки принимается без снижения.

Для определения наиболее невыгодных для элементов рамы (ригеля, колонны) сочетаний нагрузок составляют таблицу расчетных комбинаций усилий в сечениях колонны (табл. 7.7), в которой комбинации усилий определены как при учете только одной кратковременной нагрузки: или снега, или крана, или ветра (ψ = 1), так и при учете двух и более названных кратковременных нагрузок (ψ2 = 0,9).

Следует иметь в виду, что учет двух или всех трех кратковременных нагрузок также зависит от соответствия их знака каждому знаку усилия. Если, например, одна из них в рассматриваемом сочетании имеет знак « – », а определяют комбинацию при +Mmax, данная нагрузка, как нагрузка кратковременная, в расчет не принимается. Постоянная нагрузка берется в расчет со своим знаком всегда, даже в случае, когда знак ее усилия не совпадает с искомым знаком расчетного усилия.

Обычно для каждого рассматриваемого сечения колонны определяют следующие комбинации усилий:

+ Mmax и Nсоот– наибольший по величине положительный изгибающий момент при определенном сочетании нагрузок и при этом же сочетании значение соответствующей нормальной силы;

Mmax и Nсоот– наибольший по величине отрицательный изгибающий момент и значение соответствующей нормальной силы;

Nmax и + Mсоот– наибольшая величина нормальной сжимающей силы при соответствующем положительном изгибающем моменте;


Nmax и – Mсоот– наибольшая величина нормальной сжимающей силы при соответствующем отрицательном изгибающем моменте.

Для получения наибольшего возможного соответствующего положительного или отрицательного момента при наибольшей сжимающей силе – Nmax (комбинация усилий – Nmax и ± Mсоот) нормальными силами, возникающими в колонне от поперечного торможения кранов и ветра ввиду их относительной малости можно пренебречь, приняв их за нуль, а соответствующий изгибающий момент принять с необходимым знаком. Усилия от поперечного торможения кранов прикладывают на одну колонну рамы независимо от места нахождения тележки с грузом, а направление торможения может быть как в одну, так и в другую сторону.

Для расчета анкерных болтов в нижнем сечении колонны (в месте узла сопряжения базы колонны с фундаментом) составляют дополнительные комбинации усилий. Эти комбинации предполагают получить наименьшую нормальную силу при наибольших возможных изгибающих моментах, чтобы растягивающее усилие в анкерных болтах было максимальным. Обычно они складываются из постоянной нагрузки, создающей изгибающий момент и нормальную силу, и ветровой нагрузки, которая практически создает только изгибающий момент.

Уменьшение постоянной нагрузки ухудшает условия работы анкерных болтов (она прижимает базу колонны к фундаменту), поэтому постоянную нагрузку учитывают с коэффициентом надежности по нагрузке γf = 0,9.

Принимаем расчетные усилия для расчета анкерных болтов

Nmin = 887,3 кН;Mсоот = 878,6 кН∙м.

Таблица 7.7

Расчетные усилия при невыгодных сочетаниях нагрузок

Вид

комби-

нации

уилий


Коэффициент

сочета ния

ψ


Сечение

1-1

2-2

3-3

4-4

5-5

M,

кН·м

N,

кН

Q,

кН

M,

кН·м

N,

кН

Q,

кН

M,

кН·м

N,

кН

Q,

кН

M,

кН·м

N,

кН

Q,

кН

M,

кН·м

N,

кН

Q,

кН



+Mmax,

Nсоот

№ на-

грузки




1, 4, 5

1, 7

1, 3, 5

1, 3, 5

1, 7




1

1253

-1573

-0,7

28,2

-863,3

17,3

333,4

-518,6

-124,7

277,8

-518,6

-124,7

-100,7

-508,0

-36

№ на-

грузки




1, 2, 4, 5, 8



1, 3, 5, 7

1, 3, 5, 7

1, 3, 6, 7




0,9

1954

-2059

-191,2







322,3

-508,0

-85,9

473,6

-508,0

-90,9

70,9

-508,0

-116,2



Mmax,

Nсоот


№ на-

грузки




1, 7

1, 3, 5

1, 2

1, 2

1, 4, 6




1

-519,7

-863,3

64,0

-1018

-2984

-124,7

-325,7

-1125

-31,8

-382,4

-1125

-31,8

-705,0

-536,4

-106,8

№ на-

грузки




1, 3, 5, 7

1, 2, 3, 5, 8

1, 2, 8

1, 2, 4, 5, 8

1, 2, 4, 6, 8




0,9

-890,1

-2763

44,8

-1005

-3328

-159,7

-338,4

-1075

-59,6

-583,1

-1090

-139,8

-1079

-1090

-129,6


Nmax,

+Mсоот

№ на-

грузки




1, 3, 5

1, 3, 5

1, 2

1, 2

1, 2




1

628,1

-2984

-124,7

-824,4

-2984

-124,7

-325,7

-1125

-31,8

-382,4

-1125

-31,8

-547,8

-1125

-31,8

№ на-

грузки




1, 2, 3, 5, 8

1, 2, 3, 5, 7

1, 2, 3, 5, 7

1, 2, 3, 5, 7

1, 2, 3, 6,7




0,9

1392

-3328

-191,2

-762,5

-3307

-102,4

188,6

-1074

-102,4

158,4

-1052

107,4

-176,2

-1052

-105,1


Nmax,

Mсоот

№ на-

грузки




1, 3, 5

1, 3, 5

1, 2

1, 2

1, 2




1

-292,8

-2984

-124,7

-1018

-2984

-124,7

-325,7

-1125

-31,8

-401,4

-1125

-31,8

-547,8

-1125

-31,8

№ на-

грузки




1, 2, 3, 5, 7

1, 2, 3, 5, 8

1, 2, 4, 5, 8

1, 2, 4, 5, 8

1, 2, 4, 6, 8




0,9

-695,2

-3307

-60,3

-1005

-3328

-159,7

-294,6

-1090

-143,6

-583,1

-1090

-139,8

-1079

-1090

-129,6