Определение усилий в элементах рамы

Расчет рамы выполняется отдельно на каждую из нагрузок, т.к. расчетные усилия для разных элементов рамы и даже для разных сечений одного элемента рамы получаются при различной комбинации нагрузок – их возможном не выгоднейшем сочетании.

Предварительно намечают характерные сечения. Для одноступенчатых колонн с кранами в одном ярусе таких сечений будет четыре (рисунок 16 ).

Рисунок 16	Рисунок 17

 

На рисунке 17 показаны положительные направления внешней нагрузки – положительное направление для равномерно распределенной нагрузки и сосредоточенной силы принято слева направо и сверху вниз, а для момента – вращение по часовой стрелке.

Статический расчет рамы в курсовом проекте выполняется по программе в Microsoft Excel, разработанной студентами специальности ПГС Зориной Е.К., Абубикеровой К.Р., Мищенко Р.В. под руководством доц. Шагивалеева К.Ф. (см. ИОС). При разработке программы использовались результаты работы [22].

Машина выдает в табличной форме результаты расчета рамы по каждому виду ее загружения (см. приложение 1, таблица П.1.1.).

По полученным из расчета рамы значениям M , Q , N строят эпюры.

При расчете поперечной однопролетной рамы рекомендуется придерживаться следующего правила знаков:

изгибающий момент считается положительным, если он растягивает внутренние волокна; момент, растягивающий наружные волокна, − отрицательным;

поперечная сила в данном сечении положительна, если для совмещения оси элемента с касательной к эпюре изгибающих моментов приходится ось элемента вращать по часовой стрелке. Вращение оси должно происходить всегда так, чтобы угол поворота не превосходил 90⁰. Для определения направления поперечной силы необходимо провести разрез через данное сечение элемента и к каждой части такого элемента в разрезе приложить поперечную силу; при этом, если поперечная сила положительна, то она должна вращать каждую часть элемента относительно другого конца по часовой стрелке.

Для определения величин продольных сил N можно вырезать узлы рамы, приложить к ним действующую на них внешнюю нагрузку, поперечные силы, а также неизвестные продольные силы, и затем составить для этих узлов уравнения равновесия, из которых и определить продольные силы.

Продольная сила считается положительной, когда она вызывает растяжение, и отрицательной, − когда вызывает сжатие.

В практических расчетах влиянием продольных сил в колоннах при загружении рамы горизонтальными нагрузками или моментами можно пренебрегать ввиду малости их величины, т.е. определять продольные силы в свободно стоящей колонне без учета рамности системы.

Для определения расчетных величин усилий необходимо из всех возможных комбинаций нагрузок выбрать такие, при которых рассчитываемый элемент будет находиться в наиболее неблагоприятных условиях.

Нормами проектирования [19] предусмотрены основные и особые сочетания нагрузок.

В курсовом проекте составляются комбинации нагрузок основных сочетаний. При расчете рамы учитываются действия постоянных и кратковременных нагрузок.

К кратковременным нагрузкам относятся: снеговая нагрузка, ветровая нагрузка, совместное действие вертикальных и горизонтальных нагрузок от двух кранов.

Основные сочетания нагрузок, состоящие из постоянных и кратковременных, определяются по формуле

(36)

где  ‒ нагрузка для основного сочетания;

 ‒ коэффициент сочетаний, соответствующий основной по степени влияния кратковременной нагрузке;

 ‒ коэффициент сочетаний, соответствующий второй кратковременной нагрузке;

 ‒ коэффициенты сочетаний для остальных кратковременных нагрузок.

Расчетные усилия удобнее всего вычислять в табличной форме (приложение 1, таблица П.1.2.).

Для каждого характерного сечения колонн по данным (см. приложение 1, таблица П.1.1.)  необходимо установить следующие комбинации расчетных усилий:

наибольший положительный изгибающий момент  и соответствующее продольное усилие ;

наибольший (по абсолютной величине) отрицательный изгибающий  и соответствующее продольное усилие  ;

наибольшее продольное усилие  и соответствующее ему возможно большее значение положительного изгибающего момента ;

наибольшее продольное усилие  и соответствующее ему возможно большее (по абсолютной величине) значение отрицательного изгибающего момента .

Для нижнего участка колонны кроме усилий  необходимо определить значение поперечной силы  , которая необходима для расчета решетки сквозных колонн.

Для определения расчетных усилий в анкерных болтах составляют комбинацию усилий, дающую минимальное значение продольной силы и возможно больший изгибающий момент. Это будет, как правили, основное сочетание постоянных и ветровых нагрузок. При этом усилия от постоянных нагрузок должны быть взяты с понижающим коэффициентом надежности по нагрузке, равным 0, 9, так как они разгружают анкерные болты.

При составлении расчетных комбинаций нагрузок нужно иметь в виду следующее:

1) усилия от постоянных нагрузок учитываются во всех комбинациях загружений;

2) нельзя рассматривать усилия от сил поперечного торможения без учета вертикального давления кранов   или , вертикальное давление кранов считается возможным и без торможения;

3) приложение поперечного торможения кранов считается возможным к любой из колонн и в любую сторону: влево или вправо;

4) одинаково возможно сочетание усилий от крановых моментов и сил поперечного торможения, приложенных к одной или к разным стойкам (рисунок 18), в зависимости от того, при каком из них получается наибольшее значение искомого расчетного усилия;

5) при учете усилия от сил поперечного торможения кранов следует принимать знак, увеличивающий расчетное усилие.

Рисунок 18

 

По составленным комбинациям усилий для каждого участка колонны необходимо выбрать наиневыгоднейшее.

Для участка колонны симметричного сечения наиневыгоднейшей комбинацией расчетных усилий будет комбинация, в которую входит максимальный по абсолютной величине изгибающий момент. Для участка колонны несимметричного сечения наиневыгоднейших комбинаций будет две ( по одной для каждой ветви).

 

 

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: