Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

новая папка / SborNagrStatRash

.pdf
Скачиваний:
24
Добавлен:
05.06.2019
Размер:
436.15 Кб
Скачать

временными нагрузками, которые вызывают в стойках соответствующие реакции и изгибающие моменты. Значения реакций в колоннах могут быть определены по готовым формулам прил. 1.

Рис.4. Расчетная схема поперечной рамы.

Для каждого вида нагружения уравнение метода перемещений

записываем в следующем виде:

 

 

 

 

 

 

= ∑

 

 

 

 

 

 

,

 

-

= ∑

 

 

 

 

 

колонн поперечной рамы от единичного

где

 

 

реакция верха

перемещения;

 

 

+

= 0

 

реакция верха колонн от нагрузки;

 

 

 

 

 

искомое перемещение верха колонн;

 

 

 

коэффициент, учитывающий пространственную работу

поперечных рам температурного блока, для крановых нагрузок

видов

при шаге колонн 6 м,

= 4

при шаге колонн 12 м; для других

= 3,4

нагружения

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

находят неизвестное , а затем упругую реакцию верха

Из уравнения= 1

 

 

 

 

 

 

колонн вычисляют по формуле:

 

 

 

.

 

Таким образом,

последовательность выполнения статического расчета

 

 

 

=

+

 

 

можно представить в виде следующей блок-схемы:

1

Блок-схема 1.

Начало

2

Вычисление жесткостных характеристик колонн

с.12

11

3

Определение реакций колонн от единичного смещения и суммы

реакций всех колонн

4

Вычисление реакций от действующей нагрузки и суммарной реакции связей в основной системе

5

Определение перемещения= верха

колонн

6

Нахождение упругой= +реакции в

колоннах

7

Определение усилий M, N, Q в

расчетных сечениях колонн

8 конец

Пример расчета.

Определим усилия в колоннах по оси «А» и «Б» от ветровых нагрузок (исходные данные см. результаты компоновки [6] и сбор нагрузок).

Расчетная схема колонны представлена на рис.5.

Рис.5. Расчетная схема колонны при действии ветровой нагрузки слева.

12

 

1. Для колонны по оси «А»:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

высота подкрановой части

 

 

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

высота надкрановой части

= 7,05 м;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

момент инерции сечения подкрановой части

 

 

 

 

 

 

 

 

10

 

м ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= 3,9 м

 

 

 

=

=

 

, ∙ ,

= 1,143 ∙

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

момент инерции сечения надкрановой части

 

=

=

 

 

 

= 0,72 ∙

 

 

, ∙ ,

 

10

 

м ;

 

 

,

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

= , ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(1,143⁄0,72 −

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

к. колонна сплошная.

 

 

 

 

 

1)

 

 

 

 

 

, =т.0,356

 

 

=

(

− 1) = 0,356

 

Реакция от единичного перемещения будет равна:

 

 

 

 

 

 

=

 

= 0,027

 

= 0

3

(1 +

 

 

+

 

 

) =

 

3 ∙ 1,143 ∙ 10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= (

+

 

 

)

 

 

 

 

 

(3,9 + 7,05)

(1 + 0,027)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

оси «Б»:

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Для колонны по

 

 

= 2,54 ∙ 10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

высота подкрановой части

 

 

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

высота надкрановой части

= 7,05 м;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

момент инерции сечения подкрановой части

 

 

 

 

 

 

 

 

10

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= 3,9 м

 

 

 

=

=

 

, ∙ ,

= 1,707 ∙

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

момент инерции сечения надкрановой части

 

 

 

 

 

 

 

 

 

м

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

=

 

, ∙ ,

 

= 0,72 ∙

10

 

м ;

 

 

,

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

= , ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(1,707⁄0,72 −

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

к. колонна сплошная.

 

 

 

 

 

1)

 

 

 

 

 

, =т.0,356

 

 

=

(

− 1) = 0,356

 

Реакция от единичного перемещения будет равна:

 

 

 

 

 

 

=

 

= 0,062

 

= 0

3

(1 +

 

 

+

 

) =

 

3 ∙ 1,707 ∙ 10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Б = (

+

 

 

)

 

 

 

 

(3,9 + 7,05)

(1 + 0,062)

 

3. Суммарная реакция= 3,67 ∙ 10

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

Усилия в колоннах рамы от ветровой нагрузки.

 

 

 

 

 

4.

 

 

=

=

(2

∙ 2,45 ∙ 10

 

 

+ 3,67 ∙ 10

)

= 8,76 ∙ 10

 

Ветровая нагрузка действует на поперечную раму по следующей схеме:

 

Согласно прил.12 [2] вычисляем реакции верхнего конца колонн по оси

«А» и по оси «Б»:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 ∙ 0,77(3,9 + 7,05)(1 + 0,356 ∙ 0,027)

 

Для колонны по оси «А»:

 

А =

3

 

(

+

)(1 +

 

)

 

=

 

 

 

8(1 +

 

+

 

 

)

 

 

 

 

 

 

 

8(1 + 0,027)

 

 

 

 

= 3,11 кН.

ДляБ =колонны0 по оси «Б»:

.

13

 

3

 

(

 

+

 

 

)(1 +

 

)

 

3 ∙ 0,38(3,9 + 7,05)(1 + 0,356 ∙ 0,027)

Для колонны по оси «В»:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В =

 

 

 

8(1 +

 

 

+

)

 

=

 

8(1 + 0,027)

 

Суммарная

 

= 1,53 кН.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.

 

= ∑

 

+

 

 

= 3,11 + 0 + 1,53 + 4,33 = 8,97 кН.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

реакция связей в основной системе

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

=для

 

=

 

 

8,97

 

= 1,024 ∙ 10

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

1 ∙ 8,76 ∙ 10

 

 

 

 

Определяем перемещение верха колонн

 

 

 

 

 

 

6.

 

 

 

= 1

 

 

А

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

здесь

=

 

 

 

-

 

 

 

ветровой нагрузки.

 

∙ 1,024 ∙ 10

 

 

= 0,5 кН,

по

 

 

 

 

 

 

 

= 3,11 − 2,54 ∙ 10

 

 

 

 

Упругая реакция верха колонны по оси «А» будет равна:

7.

 

=

 

 

 

 

 

 

 

= 0 − 3,67 ∙ 10

∙ 1,024 ∙ 10

1

 

= −3,76 кН.

 

 

оси «Б»:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Б

 

 

Б

 

 

 

Б

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Схема расположения расчетных сечений колонн представлена на рис.6а.

С учетом нагрузок, приложенных к колонне по оси «А» (рис.5),

составляем уравнение равновесия моментов относительно произвольной

точки с координатой z:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для каждого сечения запишем:=

 

 

 

.

 

 

 

 

3-3:

,

 

=

, ∙ ,

− 0,5 ∙ 2,95 = 1,88кН. м

 

1-1:

,

 

=

.

∙ ,

.0,5 ∙ 3,9 = 3,91кН м

 

 

 

4-4:

 

,

 

.

 

2-2:

 

= 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5-5:

,

 

= 3,91кН м

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6-6:

,

 

 

=

,,

, ,

 

− 0,5 ∙ 7,425 = 17,51кН м.

Для

 

,

 

=

 

 

 

− 0,5 ∙ 10,95 = 40.69кН м

 

 

 

 

 

 

 

= 0,5 + 0,77 ∙ 10,95 = 8,93кН

 

 

 

 

Поперечная сила в уровне низа колонны (в сечении 6-6) равна:

 

колонны по оси «Б»:

 

 

 

Б

 

 

 

Для каждого сечения

запишем:

 

 

 

 

 

( ) = −

 

 

 

3-3:

,

 

= −(−3,76) ∙ 2,95 = 11,09кН.м

 

 

1-1:

,

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4-4:

 

= −(−3,76) ∙ 3,9 = 14,66кН м

.

 

 

2-2:

,

= 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

= −(−3,76) ∙ 7,425 = 27,92кН м

 

 

5-5:

,

 

14,66кН м.

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

14

6-6: , = −(−3,76) ∙ 10,95 = 41,17кН м.

По найденным значениям строим эпюры изгибающих моментов для колонн по оси «А» и «Б» (рис.6 б, в).

Рис.6. К статическому расчету поперечной рамы на ветровую нагрузку. а - cхема расположения расчетных сечений в колонне, б - эпюра изгибающих моментов при действии ветровой нагрузки слева в колонне по оси «А»; в - тоже в колонне по оси «Б»

Продольные усилия в колоннах от ветровой нагрузки во всех сечениях равны 0.

Для других видов загружений статический расчет выполняется аналогично.

По результатам статического расчета поперечной рамы на действие

ветровой нагрузки необходимо заполнить контрольный талон:

 

Этап 1

 

Фамилия Седов

 

 

 

 

группа 03-400

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Контролируемый

,

Б

,

,

Б

,

еА

,

еБ

,

,

,

параметр

кН

кН

 

кН

кН

кН

 

кН

 

кН

кН

Значение

 

 

 

3,11

 

0

0,5

-3,76

3,91

40,69

В случае, если этап выполнен на положительную оценку (неправильными являются менее двух значений), в награду выдаются результаты статического расчета от действия всех нагрузок (см табл.2). Если не правильны два значения и более, то расчеты необходимо выполнить самостоятельно.

2.3 Определение расчетных усилий при сочетаниях нагрузок.

Усилия в заданном сечении колонны определяем для двух основных сочетаний нагрузок: первое при= 1учете одной кратковременной нагрузки с коэффициентом сочетаний , второе при учете двух= 0,9или более кратковременных нагрузок с коэффициентом сочетаний .

Для анализа напряженного состояния колонны по результатам статического расчета (табл. 2), которые выдаются программой проверки,

для всех видов загружений необходимо построить эпюры изгибающих моментов от действия различных нагрузок (см. рис.7).

15

16

В обозначениях нагрузок в табл. 2 приняты следующие сокращения:

АБ - нагрузка в пролете между осями А и Б; БВ - нагрузка в пролете между осями Б и В; К или Кран - нагрузка от мостовых кранов;

Dmax - Dmin - кратковременное действие максимального давления крановой нагрузки слева, а минимального справа;

Dmin - Dmax- кратковременное действие минимального давления крановой нагрузки слева, а максимального справа;

Тна А - действие тормозного усилия на колонну по оси А (> - слева, < - справа);

Тна Б - то же, на колонну по оси Б;

L - от длительного действия соответствующих нагрузок.

Для каждого сочетания нагрузок рассматриваем следующие неблагоприятные сочетания комбинации усилий: 1 – наибольший

положительный момент

и соответствующая ему продольная сила; 2

наибольший отрицательный момент

и соответствующая

ему

продольная сила; 3 –

наибольшая

продольная сила

и

соответствующий ей момент.

При учете крановых нагрузок следует рассматривать все возможные варианты их совместного действия (от одного, двух, четырех мостовых

кранов).

 

При

этом

необходимо

учитывать

соответствующие

= 0,7.

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 3

коэффициенты сочетаний: для двух кранов

= 0,85, для четырех кранов

Определение основных сочетаний производим в табл. 3.

 

 

Определение основных сочетаний расчетных усилий в сечении 4-4

Номер

Загружения

 

 

 

 

 

 

 

и усилия

 

 

 

 

 

 

1

Загружения

1+(6+16)

 

1+(10+20)

 

1+(6+16)

 

У

 

 

329,13+(478,87+0)0,85=

329,13+(0+0)0,85=

 

736,17

 

С

 

 

=736,17

 

=329,13

 

 

 

И

 

 

21,41+(178,51+

21,41+(-10,41-

 

195,41

 

Л

 

 

+26,19)0,85=195,41

4,25)0,85=8,95

 

 

 

 

 

 

329,13

 

329,13

 

329,13

 

И

 

 

 

 

 

 

 

 

 

21,41

 

21,41

 

21,41

 

Я

 

 

 

 

 

 

 

 

(478,87+0)0,85=407,04

 

0

 

407,04

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(178,51+ 26,19)0,85=174

(-10,41- 4,25)0,85=-12,46

 

174

 

Загружения

1+2+4+(6+16)+22

1+2+(10+20)+23

 

1+2+4+(6+16)+22

2

У

 

 

329,13+(123,12+0+

329,13+(61,56+(0+0)0,85

 

806,27

 

С

 

 

+(478,87+0)0,85+0)0,9=

+0)0,9=384,53

 

 

 

И

 

 

=806,27

 

 

 

 

 

 

 

 

21,41+(4,98+3,16+

21,41+(-0,59+(-10,41-

 

188,85

 

Л

 

 

 

 

 

 

+(178,51+26,19)0,85+

4,25)0,85-7,06)0.9=3,31

 

 

 

И

 

 

 

 

 

 

 

+3,91)0.9=188,85

 

 

 

 

 

Я

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

329,13

 

329,13

 

329,13

 

 

 

 

 

21,41

 

21,41

 

21,41

 

 

 

 

(123,12+0+(478,87+

(61,56+(0+0)0,85+0)0,9=

 

477,14

 

 

 

 

+0)0,85+0)0,9=477,14

55,4

 

 

 

 

 

 

 

(4,98+3,16+(178,51+

(-0,59+(-10,41-4,25)0,85-

 

167,44

 

 

 

 

+26,19)0,85+3,91)0.9=

7,06)0.9=-18,1

 

 

 

 

 

 

=167,44

 

 

 

 

 

17

Для подбора продольной рабочей арматуры в сечении колонны в каждом расчетном сочетании усилий и необходимо вычислять длительные составляющие усилий и соответствующие усилия от нагрузок непродолжительного действия (ветровых и кратковременных крановых).

Статический расчет стропильной конструкции.

Расчетная схема стропильной конструкции принимается согласно прил. III – VII [6]. Для ФБ-18 расчетная схема представлена на рис.8.

Рис.8. Расчетная схема стропильной конструкции.

Для выполнения статического расчета необходимо воспользоваться

таблицами значений усилий в сечениях от единичной нагрузки (прил.VI-X

[7]). Статический расчет стропильной конструкции необходимо выполнить

для следующих комбинаций нагрузок (табл. 4):

 

 

Таблица 4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Схемы приложения нагрузок на стропильную конструкцию

Вид

 

 

Постоянная

Постоянная

Постоянная

Постоянная

нагр-

Постоянная

+ снеговая 1

+ снеговая 2

+ снеговая 3

+ снеговая 4

ки

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Схема

 

 

 

 

 

 

 

 

прило

 

 

 

 

 

 

 

 

жения

 

 

 

 

 

 

 

 

Результаты

статического

расчета

стропильной

конструкции

представлены в табл. 5.

 

 

 

 

 

Критерием

правильности

выполнения

статического

расчета

стропильной конструкции будет являться равновесие усилий в ее узлах

(см. рис. 9).

 

 

 

 

 

 

 

18

19

Таблица 4

Усилия врасчетных сечениях фермы ФБ-18 III

 

 

 

 

 

 

Схема нагружения

 

 

 

 

 

 

постоянная

постоянная+снег1

постоянная+снег2

постоянная+снег3

постоянная+снег4

 

N

M

Q

N

M

Q

N

M

Q

N

M

Q

N

M

Q

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

-291

-2.93

2.116

-486.6

-4.9

3.539

-137.2

-1.053

0.684

-80.99

-0.506

0.274

-62.29

-0.219

0.041

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

-290.6

-0.834

11.48

-485.9

-1.395

19.19

-137.1

-0.369

5.103

-80.89

-0.233

2.873

-62.22

-0.178

2.038

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

-290.2

14.53

20.82

-485.3

24.3

34.81

-136.8

6.648

9.508

-80.79

3.803

5.486

-62.15

2.804

4.036

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

-289.4

5.25

-10.36

-483.9

8.78

-17.32

-124.7

8.783

-8.441

-71.27

6.238

-5.787

-48.88

7.934

-6.252

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

-289.2

-9.28

4.212

-483.6

-15.52

7.044

-124.8

-3.064

-2.161

-71.38

-1.874

-2.189

-49.07

-0.848

-3.789

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

-289

15.43

18.78

-483.2

25.79

31.41

-124.9

2.38

4.131

-71.49

-0.027

1.409

-49.26

-2.572

-1.313

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

-284.1

8.893

-12.47

-475.1

14.87

-20.86

-104.5

17.44

-14.75

-63.91

5.034

-5.28

-36.01

8.947

-7.36

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

-284.1

-7.509

1.323

-475.1

-12.56

2.212

-105

1.97

-9.658

-64.02

-1.902

-2.175

-36.28

-0.739

-5.595

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

-283.9

11.76

15.1

-474.7

19.67

25.25

-105.5

-7.784

-4.555

-64.12

-0.711

0.93

-36.55

-5.622

-3.83

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

255.7

-9.076

13.84

427.6

-15.18

23.14

120.7

-4.35

7.114

71.33

-2.627

4.391

54.94

-2.066

3.694

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11

255.7

11.5

13.84

427.6

19.23

23.14

120.7

6.197

7.114

71.33

3.899

4.391

54.94

3.406

3.694

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12

276

-3.256

3.948

461.6

-5.445

6.602

120.3

6.525

-2.763

69.07

5.486

-3.146

48.13

8.29

-4.884

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13

276

6.817

3.948

461.6

11.4

6.602

120.3

-0.52

-2.763

69.07

-2.531

-3.146

48.13

-4.145

-4.884

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

14

282.9

-0.326

1.832

473.1

-0.544

3.063

105.6

15.38

-10.3

64

2.832

-2.298

36.69

8.071

-5.923

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

15

282.9

4.314

1.832

473.1

7.214

3.063

105.6

-10.89

-10.3

64

-3.037

-2.298

36.69

-7.045

-5.923

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

16

-9.89

-9.809

20.35

-16.54

-16.4

34.03

-9.863

-0.848

-0.465

-7.538

0.315

-2.257

-8.577

2.161

-6.799

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11

-9.89

3.867

20.35

-16.54

6.466

34.03

-9.863

-1.163

-0.465

-7.538

-1.204

-2.257

-8.577

-2.408

-6.799

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

18

-2.116

-5.413

6.878

-3.539

-9.052

11.5

-7.538

12.37

-14.69

0.848

4.364

-5.062

-1.053

9.631

-11.44

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

19

-2.116

5.433

6.878

-3.539

9.086

11.5

-7.538

-10.82

-14.69

0.848

-3.639

-5.062

-1.053

-8.427

-11.44

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

20

-3.643

0

0

-6.091

0

0

-1.231

20.34

-20.99

4.596

0

0

2.298

9.07

-9.384

21

-3.64

 

 

-6.09

 

 

-1.23

-18.9

-20.9

4.59

 

 

2.29

-8.48

-9.38

 

 

 

 

 

 

 

 

Приложение 1.

Формулы для расчета ступенчатых и двухветвевых колонн.

Схема нагружения

Опорная реакция R

 

=

3

 

(1 + + )

3

(1 +

/ )

)

= 2

(1 +

+

3 (1 −

+

)

)

= 2 (1 +

 

20

Соседние файлы в папке новая папка