2.4.2 Навантаження від сили тяжіння|тяжкості| колон і підкранових балок
Так як навантаження від сили тяжіння|тяжкості| колон і підкранових балок складають 3-7 % від навантажень, що діють на споруду|спорудження|, їх величини обчислюють|обчисляють| приблизно, враховуючи накопичений досвід|дослід| проектування.
Масу одного метра довжини підкранових часток колон р1 приймають р1=400...600 кг, надкранових часток р2(оголовків) - р2 = 200…300 кг, більші значення відносяться до колон середніх рядів.
Навантаження від сили тяжіння підкранової балки FПБ приблизно можна виразити через максимальний тиск кранів на колону DМАХ (обчислення DМАХ наведене в розділі 2.4): FПБ =0,035DМАХ.
Приклад.
Навантаження від сили тяжіння нижньої
G
і
верхньої G2
частини
колон крайніх рядів:
G = р1* g* hн = 0,4т*9,81*12,55м = 49,2 кН;
G2 = р2 * g* hв = 0, 2т*9,81*6,40м = 12,8 кН.
Для колон середнього ряду|лав|:
G1=р1* g *hН= 0,6т*9,81*12,55м = 77,7 кН;
G2 =р2 *g* h’В= 0,3т*9,81*10,0 = 29,4 кН.
Навантаження від сили тяжіння|тяжкості| підкранової балки:
FПБ=0,035*DМАХ= 0,035*1859 = 65,06 кН.
Схема дії| на раму постійних| навантажень| дана на мал. 2.6.
Рис.2.6. Постійні навантаження|
3.Статичний розрахунок рами каркасу
Поперечні рами виробничих будівель – статично невизначені системи. Для розрахунку рами необхідно вибрати розрахункову схему, зібрати|повизбирувати| навантаження, що діють на раму, провести|виробляти| статичний розрахунок і скласти комбінації граничних розрахункових зусиль по яких підбирають|добирають| перетини елементів рами.
У курсовому проекті з|із| навчальною метою|ціллю| статичний розрахунок рами студент виконує вручну|вручну|, а після|потім| підбору перерізів| колон за розділом 4 розрахунок слід виконати на одно-два| навантаження з використанням обчислювальних комплексів, порівняти і проаналізувати отримані|одержувати| дані.
3.1.Розрахункова схема рами
При компонуванні|компонуванні| каркасу розроблена конструктивна схема рами, тобто визначені габаритні розміри елементів рами, типи окремих стержнів|стержнів| рами (суцільні або решітчасті) і вибраний спосіб вузлових сполучень|спряжень| – див.мал. 3.1. а) б)
Рис.3.1. До розрахунку поперечної рами каркасу:
а - конструктивна схема; б – розрахункова модель; в – ексцентриситети
Розрахункову схему рами встановлюють по конструктивній схемі. В розрахунковій схемі дають схематичне креслення по геометричним вісям стержнів. За геометричну вісь елементу звичайно приймають лінію, що проходить через центри ваги його перерізів. При шарнірних сполученнях, ригелів (крокв’яних ферм) з колонами за геометричну вісь ригеля приймають лінію, що з’єднує верхні кінці колон. Затиснення колон у фундаменті вважають як жорстке ( мал. 3.1).
Вертикальні навантаження прикладені з ексцентриситетами по відношенню до геометричних вісей колон. Ексцентриситети показані на рис.3.1.
Для крайньої колони ексцентриситети наближено дорівнюють:
е1=0,45*вн, ео=вн-0,5*вв-е1, е2=ао-0,5*вв,
для середньої колони ексцентриситети е3 = 0,5*в/н, е4=0,5*а¢о..
Для розрахунку рами необхідно прийняти співвідношення моментів інерції колон|стойок| рами. Ці співвідношення можна приблизно обчислити|обчисляти| за формулами:
na =I1/I2≈2(вн/вв)2; nб =I1//I2/≈2(в/н/в/в)2; I2//I2≈1,5(в/в/вв)2;
Наприклад, при розмірах колон вн=1,14 м (по центрах ваги двотаврів нижньої частини колони вн=1250мм -110мм = 1140мм)
вв=0,7 м, в/н=2,0 м, в/в=0,9 м;
na =I1/ I2≈2 (вн/вв)2=2*(1,14/0,7)2=5,3;
nб =I’1/ I’2≈2 (в/н/в/в)2=2*(2/0,9)2=9,9;
I’2/I2≈1,5 (в/в/вв)2=1,5*(0,9/0,7)2=2,48;
Приймаємо відносний момент інерції оголовків крайніх колон - ряди А та В I2=1. Тоді відносні моменти інерції решти перерізів колони
I1 =I2* na = 5,3; I’2= I2*2,48=2,48; I’1 = I’2* nб =I’2*9,9=2,48*10=24,6.
Обчислюємо величини эксцентриситетів:
для крайніх колон - ряди А та В:
е1=0,45*вн=0,45*1,25=0,56м;
ео=вн-0,5*вв-е1=1,14-0,5*0,7-0,51=0,28м;
е2=ао-0,5*вв=0,45-0,5*0,71=0,095м.
для колони по ряду|лаві| Б
е3 = 0,5*в/н=0,5*2,0=1м; е4=0,5*а¢о=0,5*0,4=0,2м.
Навантаження на раму збирають від всіх видів навантажень окремо, для кожного навантаження будують епюри згинаючих моментів, перерізуючих та подовжніх сил і визначають розрахункові зусилля в характерних|вдача| перерізах по висоті колон, а потім складають сполучення зусиль і знаходять|находять| невигідну комбінацію зусиль. При розрахунку рами вручну|вручну| вводиться|запроваджує| ряд|лава| допущень що мало впливають на кінцеві|скінченні| результати.
Схеми навантажень прийнятих для розрахунку рами приведені далі в таблицях, всього розглянуто|розглядало| 11 таких навантажень:
1.Навантаження рами від власної ваги конструкцій. Навантаження від покриття прийнято Fn = 337,8кН.
2.Снігове навантаження, |, Fcн = 314,5 кH.
3. Навантаження №3. Крани в прольоті А-Б. D´МАХ = 1859 кН на колоні ряду А, D´МIN =386 кН на колоні ряду Б.
4. Навантаження №4. Крани в прольоті А-Б. D´МАХ = 1859 кН на колоні ряду Б, D´МIN =386 кН на колоні ряду А.
5. Навантаження №5. Крани в прольоті А-Б. Бічна сила F´гор= 185,9 кН на колоні по ряду «А». Навантаження має два знаки (+/-).
6. Навантаження №6. Крани в прольоті А-Б або Б-В. Бічна сила F´гор= 185,9 кН на колоні по ряду «Б». Навантаження має два знаки (+/-).
7. Навантаження №7. Крани в прольоті Б-В. Бічна сила F´гор = 185,9 кН на колоні по ряду «В» - Епюри М і Q по навантаженню №5. Навантаження має два знаки (+/-).
8. Навантаження №8. Крани в прольоті Б-В. D´МАХ = 1859 кН на колоні ряду Б, D´МIN =386 кН на колоні ряду В. Епюри М|м-коду| і Q дзеркальні навантаженню №4. Епюра N за навантаженням №4.
9. Навантаження №9. Крани в прольоті Б-В. D´МАХ = 1859 кН на колоні по ряду В, D´МIN =386 кН на колоні ряду Б.
Епюри М|м-коду| і Q дзеркальні навантаженню №3. Епюра N за навантаженням №3.
10.Навантаження №10. Активне вітрове навантаження зліва. Для розрахунку рами прийнято вітрове навантаження
qА = 4,49 кН/м, qП = 1,74 кН/м, W = WА +WП = 54,6 кН.
11.Навантаження №11. Активне вітрове навантаження справа. Для розрахунку рами прийнято вітрове навантаження
qА = - 4,49 кН/мqП = -1,74 кН/м, W = WА +WП= - 54,6 кН.