Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология
Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии


Последовательность расчета. Длина здания (по осям крайних поперечных рам) (L), м ………………….144



1. Установить соотношения моментов инерции верхних и нижних частей стоек и ригеля и выбрать характерные сечения рамы.

2. Построить эпюры изгибающих моментов, продольных и поперечных сил для рамы от постоянных нагрузок и определить внутренние усилия в её характерных сечениях.

3. Определить внутренние усилия в характерных сечениях рамы от снеговой нагрузки.

4. Построить эпюры изгибающих моментов, продольных и поперечных сил для рамы от крановых моментов и вертикальной крановой нагрузки и определить внутренние уси- лия в характерных сечениях рамы.

5. Построить эпюры изгибающих моментов, продольных и поперечных сил для рамы от сил поперечного торможения кранов и определить внутренние усилия в её характер- ных сечениях с учетом пространственной жесткости каркаса.

6. Построить эпюры изгибающих моментов, продольных и поперечных сил для рамы от ветровой нагрузки и определить внутренние усилия в характерных сечениях рамы.

7. Составить сводную таблицу усилий в стойках рамы.

8. Составить таблицу расчетных усилий для рамы с учетом основных и дополнительных сочетаний.

 

Пример решения расчета:

Исходные данные:

Длина здания (по осям крайних поперечных рам) (L), м ………………….144

Пролет здания (В), м …………………………………………………………...18

Шаг установки колонн (Т), м………………………………………….……….12

Грузоподъёмность мостовых кранов(Qкр), т ……………………………..100/20

Пролет моста крана (Вкр), м ………………………………………………….16,5

Нормативная сила давления колеса крана на рельс (Рmax), кН ……………..385

Высота подкрановой балки в опорном сечении (Нп.б.), мм .………………1050

Вес подкрановой балки (Gп.б.), кН …………………………………………….150

Длина колонны (до высоты пролета) (Н), м …………………………………19,0

    в том числе: длина верхней части колонны (Нв), м……….….…..……6,0

                            длина нижней части колонны (Нн), м…………...……...13,0

Ширина верхней части колонны (bв), мм .……………………………………500

Ширина нижней части колонны (bн), мм..…………………...………………1000

Постоянная нагрузка от покрытия (qn), кН/м …………………………..……44,7

Снеговая нагрузка (qсн), кН/м …………………………………………………20,2

Вертикальная сила давления колес крана,

                максимальная (Dmax) кН …………………………………………2602

                минимальная (Dmin) кН …………………………………………...984

Сила поперечного торможения кранов (PГ), кН ……………………………..99,4

Моменты от Dmax, кН м ……………………………………………………….1464

                  Dmin, кН м ………………………………………………………...553

Ветровая нагрузка: активное давление (qв), кН/м ……………………………5,44

                             отсос ( ), кН/м ………………………………………….4,08

                             сосредоточенная сила ветра на шатер здания:

                                       с наветренной стороны (W0), кН …...…………….45,94

                                       с заветренной стороны ( ), кН …………………34,46

Решение.

1. Выбор соотношений моментов инерции элементов рамы и определение её характерных сечений.

По заданным геометрическим размерам колонн и пролету здания строим расчетную схему поперечной рамы и обозначаем действующие на неё нагрузки (рис.14).

 

 

Рис.14.

По графикам (рис.15) выбираем соотношения моментов инерции

;        

Для ведения дальнейших расчетов намечаем четыре сечения:

I – I - у основания колонны (стойки);

II – II - у подкранового пояса нижней части колонн;

III – III - у подкранового пояса верхней части колонн;

IV – IV - у сопряжения верхней части колонн с ригелем.

 

                                        легкая (неутепленная);                                    утепленная кровля.

 

Рис.15.

 

2. Построение эпюр изгибающих моментов, поперечных и продольных сил от постоянных нагрузок и определение внутренних усилий в характерных сечениях.

Строим расчетную схему рамы (рис.16). В данной раме 6 реактивных усилий (по 3 в каждой жесткой заделке). Следовательно, рама (6 – 3 = 3) трижды статически неопределима.

 

                            

 

                Рис.16.

 

Основную систему получаем, разрезав ригель в коньковом (срединном) сечении и заменив внутренние силовые факторы неиз- вестными усилиями Х1  и  Х2 и моментом Х3  (рис.17).

 

 

                          Рис.17.

Составляем систему канонических уравнений:

Определяем перемещения (коэффициенты и свободные члены) канонических урав- нений. Для этого нагружаем основную систему последовательно силами  (рис.18,а),  (рис.18, б),  (рис.18, в) и внешней нагрузкой qn (рис.18, г), строим соответствующие эпюры изгибающих моментов (рис.18 , д, е, ж, з).

Для определения коэффициента  перемножим эпюру «М1» саму на себя, получим:

,

где       м2 ,          м,

             м2 ,                 м,

             м2  м,

Jн= 8 Jв.

После подстановки найдем

      

Аналогично определим и другие коэффициенты:

;   ;

;

 

Рис.18.

 

Рис. 19.

Канонические уравнения приобретают вид:

                          

Откуда     Х1 = 11,3 кНХ2 = 0 кН;    Х3 = -1704 кН;

Строим эпюры изгибающих моментов, продольных и поперечных сил от равномерно распределенной нагрузки qn, приложенной к ригелю.

Эпюра “ Mx(рис.20, а):

ригель: Мх max = X3 = 1704  кН м, кН м.

стойки:  кН м;

             а)

Эпюра “ Qx(рис.20, б):

ригель:

;

правая стойка:

левая стойка:

б)

Эпюра “ Nx(рис.20, в):

ригель:

правая стойка:

левая стойка:

в)

Рис.20.

В ступенчатых стойках рамы из-за смещения центров тяжестей сечений верхней и нижней частей возникают изгибающие моменты:

где Nx – продольная сила в стойках рамы от собственного веса покрытия,

е – смещение центров тяжестей верхней и нижней частей колонн:

Для учета момента Мст строим расчетную схему, оставляя основную систему преж- ней, (рис.19, а). Строим эпюру изгибающих моментов от внешней нагрузки (рис.19, б) и используя систему канонических уравнений, для которых свободные члены равны:

;  

получаем систему линейных уравнений:

Решая систему, найдем Х1 = -7,6 кН, Х3 = - 15,9 кН м, (Х2 = 0).

Строим эпюры “ Mx”, “ Nx”, “ Qxдля поперечной рамы от момента Мст (рис.21, а,б,в, ):

 

 

       а)                                              б)                                             в)

Рис.21.

 Просуммировав значения эпюр от вертикальной нагрузки по ригелю и от смещения центров тяжестей стоек, получим суммарные значения внутренних силовых факторов в каждом характерном сечении (табл.2).

Таблица 2.

Значения  М x, Qx, Nx  от вертикальной нагрузки по ригелю в характерных сечениях.

 

Сечение

Моменты Мх, кН м

Продольная сила Nx, кН

Поперечная сила Qx, кН

qn Mcm суммар- ные qn Mcm суммар- ные qn Mcm суммар- ные
правая стойка: I – I II – II III – III IV – IV левая стойка: I – I II – II III – III IV - IV   107,9 -34,8 -34,8 -106   107,9 -34,8 -34,8 -106   -27,9 70,9 -29,7 15,9   -27,9 70,9 -29,7 15,9   80 36,1 -64,5 -90,1   80 36,1 -64,5 -90,1   -11,3 -11,3 -11,3 -11,3   11,3 11,3 11.3 11.3   7,6 7,6 7,6 7,6   -7.6 -7,6 -7,6 -7.6   -3,7 -3,7 3,7 3,7   3,7 3,7 3,7 3,7   -402,4 -402,4 -402,4 -402,4   -402,4 -402,4 -402,4 -402,4   - - - -   - - - -   -402,4 -402,4 -402,4 -402,4   -402,4 -402,4 -402,4 -402,4

 

Строим суммарные эпюры Mx, Qx, Nx (рис.22, а,б,в):

 

 

                                  

            а)                                        б)                                               в)

Рис.22.

3. Определение усилий в поперечной раме от снеговой нагрузки.

Значения изгибающих моментов, продольных и поперечных сил от снеговой нагрузки получим умножением значений Mx, Qx, Nx   от постоянной нагрузки на переходной коэффициент:   и сведем в таблицу 3.

Таблица 3.

Значения Мх, Qx, Nx от снеговой нагрузки в характерных сечениях рамы

 

Силовые факторы

Сечения поперечной рамы

Левая стойка

Правая стойка

I - I II - II III - III IV - IV I - I II - II III - III IV - IV
Mx, Qx, Nx 36,1 -1,7 -182 16,3 -1,7 -182 -29,2 -1,7 -182 -40,7 -1,7 -182 36,1 1,7 -182 16,3 1,7 -182 -29,2 1,7 -182 -40,7 1,7 -182

 

4. Определение усилий в поперечной раме от крановых моментов.

В найневыгоднейшем положении мостовые краны нагружают стойки рамы максимальной и минимальной силой давления колес кранов (Dmax Dmin), а также моментами Mmax и Mmin от вертикальных сил давления колес кранов Dmax и Dmin , приложенных на уровне подкрановых площадок в месте перехода нижней части колонн в верхнюю.

Составляем расчетную схему рамы, нагруженной крановыми моментами (рис.19, в), используя выбранную ранее основную систему. В системе канонических уравнений ко- эффициенты  остаются прежними; находим лишь свобод- ные члены уравнений перемножением грузовой эпюры моментов (рис.19, г) на эпюры от единичных сил (рис.18, д,е,ж)

Коэффициент пространственной жесткости каркаса при действии местных (крановых) нагрузок:

где  - коэффициент;

 - сумма нормативных сил давлений колес четырёх кранов на один рельс. Каждый кран опирается на один рельс четырьмя колесами. Поэтому =  кН,

т - коэффициент условий работы; для однопролетных зданий с продольными фонарями т = 0,9;

N - число рам в жестком блоке. При длине здания в 144 м  и шаге колонн 12 м N = 13,

l 2 -  расстояние между вторыми от торцов здания рамами l 2 = 120 м,

п - число пар рам, равноудаленных от центра тяжести жесткой кровли. Центр тяжести кровли находится в её середине. При длине здания 144 м и шаге колонн 12 м   п = 4;

li  - расстояние между каждой парой рам, равноудаленных от центра тяжести кровли.

Таким образом

Поэтому корректируем величину горизонтальных смещений основной системы под действием крановых моментов:

    

    


Поделиться:



Последнее изменение этой страницы: 2019-05-08; Просмотров: 226; Нарушение авторского права страницы


lektsia.com 2007 - 2024 год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! (0.053 с.)
Главная | Случайная страница | Обратная связь