Пример расчета поперечной рамы каркаса производственного здания методом перемещений Расчетная схема рамы

В процессе разработки компоновочной части проекта была установлена конструктивная схема поперечной рамы. При сборе нагрузок и статическом расчете рамы конструктивная схема преобразуется в расчетную схему с учетом ряда упрощений:

• пролет рамы L в расчетной схеме принимается равным пролету в конструктивной схеме;

• несовпадение центров тяжести верхней и нижней частей колонны (расцентровка) учитывается с помощью изгибающих моментов при сборе нагрузок на раму;

• заделка колонны в фундамент считается на уровне обреза фундамента ;

• решетчатый ригель заменяется эквивалентным сплошным, ось которого совмещается с осью нижнего пояса ригеля;

Рис. 21. Схемы однопролетных рам

На Рис. 21 представлены конструктивная и расчетная схемы однопролетной рамы с жестким и шарнирным сопряжением ригеля с колонной.

При статическом расчете необходимо задаться отношением моментов инерции элементов рам. В зависимости от пролета рам, высоты колонн, характера и интенсивности нагрузок, отношения моментов инерции элементов рам изменяются в широких пределах:

;

При проектировании рам отношениями моментов инерций обычно задаются из опыта проектирования или определяют приближенно, по указаниям, приведенным в п. 4.4.

Нагрузки, действующие на раму

Подробное описание и сбор нагрузок, действующих на раму см. п.п.3.2-3.3. В данном разделе рассмотрим только расхождения с вышеперечисленными пунктами, а именно

1. Постоянная нагрузка от шатра и кратковременная от снега прикладывается к ригелю рамы как равномерно распределенная нагрузка, кроме того нагрузка от шатра включает в себя собственный вес фермы и связей по покрытию;

2. Исходя из опыта проектирования, задают сосредоточенные нагрузки от веса верхней и нижней частей ступенчатой колонны, условно приложенные в низу каждой части колонны;

3. Вследствие того, что ступенчатая колонна заменяется прямолинейным стержнем, то в месте изменения сечения возникает момент;

4. Ветровая распределенная нагрузка заменяется применительно к расчетной схеме рамы;

5. Жесткость элементов рамы задается путем вычисления и соотношения их моментов инерции;

6. Эксцентриситет приложения сосредоточенных сил от веса стеновых панелей не учитываем.

7. Горизонтальная сила T условно прикладывается в уровне низа подкрановой балки.

Определение недостающих исходных данных для статического расчета поперечной рамы.

1. Постоянная нагрузка от шатра

• Собственный вес фермы.

,

где - коэффициент весовой характеристики ферм, принимается при L=24 м , при L= 30 м , при L= 36 м ;

k=1,2- коэффициент учитывающий вес связей по фермам.

• Распределенная нагрузка на ригель

- угол уклона верхнего пояса ригеля; принято.

• Сосредоточенная нагрузка на колонну

2. Постоянная нагрузка от колонны

• Вес верхней части колонны

,

где .

• Вес нижней части колонны

,

где .

3. Моменты в месте изменения сечения

• Момент от постоянной нагрузки

,

где - сосредоточенная нагрузка от веса стеновых панелей (п.3.3);

- эксцентриситет приложения нагрузок (Рис. 22).

• Момент от снеговой нагрузки

,

где - сосредоточенная нагрузка на колонну от снеговой нагрузки.

• Момент от вертикальной крановой нагрузки

,

,

где - эксцентриситет приложения нагрузок (Рис. 22).

Рис. 22. К определению е₁ и е₂