ТОР 5 статей:
Методические подходы к анализу финансового состояния предприятия
Проблема периодизации русской литературы ХХ века. Краткая характеристика второй половины ХХ века
Характеристика шлифовальных кругов и ее маркировка
Служебные части речи. Предлог. Союз. Частицы
КАТЕГОРИИ:
- Археология
- Архитектура
- Астрономия
- Аудит
- Биология
- Ботаника
- Бухгалтерский учёт
- Войное дело
- Генетика
- География
- Геология
- Дизайн
- Искусство
- История
- Кино
- Кулинария
- Культура
- Литература
- Математика
- Медицина
- Металлургия
- Мифология
- Музыка
- Психология
- Религия
- Спорт
- Строительство
- Техника
- Транспорт
- Туризм
- Усадьба
- Физика
- Фотография
- Химия
- Экология
- Электричество
- Электроника
- Энергетика
СТАТИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ РАМЫ.
Поперечные рамы промышленных зданий рассчитываются как плоские, статически неопределимые системы. Рамы могут быть:
- двухшарнирные с шарнирами в углах;
- двухшарнирные с шарнирами на опорах;
- бесшарнирные.
Рама бесшарнирного типа является наиболее жёсткой и экономичной, поэтому она и является основным типом поперечной конструкции стального каркаса однопролетных зданий. Однако в курсовом проекте рама выполняется с шарнирным сопряжением фермы с колонной.
Целью статического расчёта рамы является определение максимальных усилий (изгибающих моментов, продольных и поперечных сил), необходимых для подбора сечений элементов рамы, расчёта узлов сопряжения и других деталей.
Поперечную раму рассчитывают на отдельные виды нагрузок известными способами строительной механики (метод сил, перемещений…) или с помощью ЭВМ.
Пространственная расчётная схема поперечной рамы (рис.4.1.), является статически непреодолимой системой.
Рис. 4.1. Расчетная схема рамы.
В курсовом проекте для оценки расчётных усилий от различных схем загружения используется программа «РAMA». Предварительно подготавливаются исходные данные из разделов компоновки поперечной рамы и сбора нагрузок на поперечную раму. Исходные данные удобно подготовить в табличную форму (табл. 4.1.).
На рассматриваемую раму действуют нагрузки, собранные в примере сбора нагрузок.
Табл. 4.1. Исходные данные для программы «РAMA».
| № | Исходные данные | Условное обозначение | Значение по примеру |
| Фамилия | |||
| Сумма высот подкрановой балки и рельсы | Нпб+Нр | 1,63 м | |
 -высота нижней (подкрановой)части колонны
| Нн | 11,87 м | |
 -высота верхней (надкрановой) части колонны
| Нв | 4,73 м | |
| L-пролёт рамы | L | 36 м. | |
| Fн- нагрузка от собственного веса нижней части колонны | Fн | 72,6 кН | |
| Fв- нагрузка от собственного веса верхней части колонны | Fв | 18,1 кН | |
| Fпб- собственный вес подкрановой балки с рельсом | Gпб | 86,4 кН | |
| F1 -нагрузка от веса стеновых панелей и остекления на надкрановой части колонны | 
| 216,6 кН | |
| F2 -нагрузка от веса стеновых панелей и остекления на подкрановой части колонны | 
| 226 кН | |
| gш -интенсивность постоянной нагрузки на ферму | q | 22,8 кН/м | |
 -интенсивность снеговой нагрузки на ригель
| S | 13,7 кН/м | |
 -максимальное давление крана на колонну
|
| 1568 кН | |
 -минимальное давление крана на колонну
|
| 486 кН | |
| Т - сосредоточенная сила от торможения крана | Т | 44,7кН | |
 -активное ветровое давление на колонну
| 
| 6,21кН/м | |
 -пассивное ветровое давление на колонну
| 
| 4,66 кН/м | |
| Wa+Wп- сумма активного и пассивного ветрового давления на уровне низа фермы. | 
| 33,37 кН | |
| Мш-сосредоточенный момент от постоянного напряжения из-за смещения осей верхней и нижней части колонны | Мш | 19,38 кН м | |
| Мсн-сосредоточенный момент нагрузки из-за смещения | Мсн | 24,62 кН∙м | |
| Мmax-сосредоточенный момент на подкрановой части колонны от Dmax | Мmax | 862,4 кНм | |
| Mmin- сосредоточенный момент на подкрановой части колонны от Dmin | Mmin | 267,3 кНм | |
| Iв/Iн -соотношение момента инерции верхней части колонны к моменту инерции её нижней части |  / 
| 0,2 | |
| Iр/Iн -соотношение момента инерции ригеля к моменту инерции нижней части колонны |  /
|
Порядковый номер в таблице соответствует нумерации выделенный скобками в ходе выполнения примера расчёта.
Результатом расчёта программы «РAMA» является таблица (таб.4.2.) с указанием расчётных усилий от различных схем загружения в характерных сечениях колонны. Характерные сечения колонны соответствуют рис. 4.2.
.
Табл. 4.2. Результаты расчета программой ««РAMA».
Правило знаков:
Положительный момент действует по часовой стрелке
Положительная продольная сила - сжатие
| Нагрузки | Сечение 1 | Сечение 2 | Сечение 3 | Сечение 4 | ||||||
| M, кН*м | N, кН | Q, кН | M, кН*м | N, кН | M, кН*м | N, кН | M, кН*м | N, кН | Q, кН | |
| Постоянная нагрузка | 372,89 | 1030,1 | -49,1 | 209,95 | 740,9 | -229,33 | 654,5 | 461,58 | 410,4 | -49,1 |
| Снеговая нагрузка | 219,56 | 246,6 | -28,4 | 117,19 | 246,6 | -141,81 | 246,6 | 246,6 | -28,37 | |
| Вертикальная крановая (тележка слева) | -5,27 | 1562,7 | -49,4 | 591,65 | 1562,66 | 270,75 | -5,34 | -37,08 | -5,34 | -49,4 |
| То же, тележка справа | 397,46 | 491,3 | -49,4 | 188,92 | 491,34 | 78,38 | 5,34 | 155,29 | 5,34 | -49,4 |
| Поперечное торможение у левой колонны - вправо | -263,36 | -2,38 | 29,3 | -84,12 | -2,38 | 84,12 | -2,38 | -11,15 | -2,38 | -15,43 |
| То же, у левой колонны - влево | 263,36 | 2,38 | -29,3 | 84,12 | 2,38 | -84,12 | 2,38 | 11,15 | 2,38 | 15,43 |
| То же, у правой колонны - влево | 181,47 | 2,38 | -15,4 | 1,64 | 2,38 | -1,64 | 2,38 | 74,61 | 2,38 | -15,43 |
| То же, у правой колонны - вправо | -181,47 | -2,38 | 15,4 | -1,64 | -2,38 | 1,64 | -2,38 | -74,61 | -2,38 | 15,43 |
| Ветер слева | -843,35 | -11,46 | 114,2 | -74,69 | -11,46 | 74,69 | -11,46 | -196,72 | -11,46 | 11,11 |
| Ветер справа | 795,82 | 11,46 | -99,6 | 58,31 | 11,46 | -58,31 | 11,46 | 215,72 | 11,46 | -22,26 |
По полученным из расчёта рамы значениям M, N, Q составляется таблица с соответствующими коэффициентами сочетания нагрузок (табл.4), после чего устанавливается самая невыгодная (максимальная) комбинация суммарного момента М и соответствующей ему продольной силы N. При этом учитывается как основное, так и дополнительное сочетание нагрузок, для которых выводится коэффициент сочетаний 0,9 (для всех нагрузок, кроме постоянной).
На рис. 4.4. показаны характерные сечения колонны, для которых необходимо найти расчетные усилия при сочетании нагрузок.
Рис. 4.2.Характерные сечения колонны
Выбирая расчётные комбинации нагрузок, нужно иметь в виду:
1. При определении расчётных усилий в сечениях рамы постоянная нагрузка учитывается во всех комбинациях загружений. Приложение поперечного торможения кранов Т считается возможным к любой из колонн и в любую сторону, причём при учёте торможения всегда принимается во внимание также вертикальное давление кранов Dmax или Dmin в зависимости от того, при каком из них (в сочетании с торможением) получается наибольшее значение искомого расчётного усилия. Вертикальное же давление кранов считается возможным и без торможения;
2. При основных сочетаниях нагрузок, для определения Mmax необходимо к изгибающему моменту от постоянной нагрузки (со своим знаком) прибавить
наибольшие положительные изгибающие моменты от одной кратковременной нагрузки, а для определения Mmin к изгибающему моменту от постоянной нагрузки (со своим знаком) прибавить наибольшие отрицательные изгибающие моменты от одной кратковременной нагрузки.
3. При определении расчётных усилий от сочетаний нескольких кратковременных нагрузок (дополнительное сочетание нагрузок):
- для определения Mmax –к изгибающему моменту от постоянных нагрузок (со своим знаком) прибавляют изгибающие моменты от всех возможных кратковременных нагрузок со знаком «плюс», умноженные на коэффициент сочетания 0,9;
- для определения Mmin –к изгибающему моменту от постоянных нагрузок (со своим знаком) прибавляются изгибающие моменты от всех возможных кратковременных нагрузок со знаком «минус», умноженные на коэффициент сочетаний 0,9.
Чтобы приступить к подбору сечений колонны, необходимо выбрать самые невыгодные комбинации расчетных усилий для каждого участка колонны в каждой ветви. Расчетные усилия при различных сочетаниях нагрузок, составленные на основании табл. 4, приведены в табл.5.
Наиболее неблагоприятные сочетания нагрузок для расчёта участков колонны выявляется сравнением внутренних усилий, вызываемых тем или иным сочетанием.
Для участка колонны симметричного сечения такой самой невыгодной комбинацией расчётных усилий будет комбинация, в которую входит максимальный по абсолютной величине изгибающий момент.
Для участка колонны несимметричного сечения самой невыгодной комбинацией будет две (по одной для каждой ветви). Выбор расчётных комбинаций усилий в этом случае основан на разложении различных значений M и N по ветвям колонны путём деления нормальной силы пополам, а момента на расстояние между осями ветвей, которое может быть принято равным ширине колонны в рассматриваемом сечении. По наибольшему усилию в ветви определяют самую невыгодную комбинацию загружения для данной ветви, которая и является расчётной (табл.5).
При расчёте анкерных болтов необходимо принимать комбинацию нагрузок, дающую наибольший изгибающий момент при относительно небольшой продольной силе. Поскольку продольная сила разгружает анкерные болты, значение её вычисляется при коэффициенте надёжности по нагрузке γf= 0,9.
Выводы. Для подбора сечений элементов рамы, расчёта ее узлов сопряжения и других деталей необходимо найти максимальные усилия (изгибающие моменты, продольные и поперечные силы).
Для определения максимальных усилий проведен статический расчет (используется программа «РAMA»).
Рассмотрена методика оценки максимальных усилий при воздействии постоянных и временных нагрузок. Определены максимальные усилия во всех требуемых сечениях рамы. Значения этих усилий, вводимых в расчет, можно уменьшить за счет учета пространственного характера работы каркаса (вовлечение в работу соседних рам). Однако при вводе данных в применяемую программа «РAMA» нет этой возможности.
Найдены расчетные усилия при различных комбинациях нагрузок для верхней части колонны: максимальный изгибающий момент 
;
продольная сила 
; поперечная сила 
;
Найдены расчетные усилия при различных комбинациях нагрузок для
нижней части колонны при максимальном положительном изгибающем моменте: 
; продольная сила 
; поперечная сила 
.
Найдены расчетные усилия при различных комбинациях нагрузок для
нижней части колонны при максимальной продольной силе: 
; продольная сила 
; поперечная сила 
.
Табл. 4.3. Расчетные усилия от действующих нагрузок.
| № | Нагрузка | Коэф сочетания ψ | Сечение 1-1 | Сечение 2-2 | Сечение 3-3 | Сечение 4-4 | |||||||
| М кНм | N кН | Q кН | М кНм | N кН | М кНм | N кН | М кНм | N кН | Q кН | ||||
| постоянная | 372,89 | 1030,1 | -49,1 | 209,95 | 740,9 | -229,33 | 654,5 | 461,58 | 410,4 | -49,1 | |||
| снеговая | 219,56 | 246,6 | -28,4 | 117,19 | 246,6 | -141,81 | 246,6 | 246,6 | -28,37 | ||||
| 0,9 | 197,6 | -25,6 | 105,5 | 221,9 | -127,6 | 221,9 | 221,9 | -25,6 | |||||
| Дмах | На левую колонну | -5,27 | 1562,7 | -49,4 | 591,65 | 1562,7 | 270,75 | -5,34 | -37,08 | -5,34 | -49,4 | ||
| 0,9 | -4,74 | -44,5 | 532,5 | 243,68 | -4,74 | -33,37 | -4,79 | -44,5 | |||||
| На правую колонну | 397,46 | 491,3 | -49,4 | 188,92 | 491,34 | 78,38 | 5,34 | 155,29 | 5,34 | -49,4 | |||
| 0,9 | 357,75 | -44,5 | 70,54 | 4,81 | 139,76 | 4,81 | -44,5 | ||||||
| Т | У левой колонны вправо | -263,36 | -2,38 | 29,3 | -84,12 | -2,38 | 84,12 | -2,38 | -11,15 | -2,38 | -15,4 | ||
| 0,9 | -237,1 | -2,144 | 26,3 | -75,7 | -2,144 | 75,7 | -2,14 | -10,03 | -2,14 | -14 | |||
| У левой колонны влево | 263,36 | 2,38 | -29,3 | 84,12 | 2,38 | -84,12 | 2,38 | 11,15 | 2,38 | 15,43 | |||
| 0,9 | 237,1 | 2,144 | -26,4 | 75,7 | 2,144 | -75,7 | 2,144 | 2,144 | 13,86 | ||||
| У правой колонны вправо | -181,47 | -2,38 | 15,4 | -1,64 | -2,38 | 1,64 | -2,38 | -74,61 | -2,38 | 15,43 | |||
| 0,9 | -163,4 | -2,144 | 13,86 | -1,48 | -2,144 | 1,48 | -2,14 | -67,15 | -2,14 | 13,86 | |||
| У правой колонны влево | 181,47 | 2,38 | -15,4 | 1,64 | 2,38 | -1,64 | 2,38 | 74,61 | 2,38 | -15,4 | |||
| 0,9 | 163,35 | 2,144 | -13,9 | 1,48 | 2,144 | -1,48 | 2,144 | 67,15 | 2,144 | -13,9 | |||
| ветер | слева | -843,35 | -11,46 | 114,2 | -74,69 | -11,46 | 74,69 | -11,5 | -196,72 | -11,5 | 11,11 | ||
| 0,9 | -759 | -10,3 | 102,8 | -67,2 | -10,3 | 67,2 | -10,3 | -177 | -10,3 | ||||
| справа | 795,82 | 11,46 | -99,6 | 58,31 | 11,46 | -58,31 | 11,46 | 215,72 | 11,46 | -22,3 | |||
| 0,9 | 716,2 | 10,3 | -89,6 | 52,5 | 10,3 | -52,5 | 10,3 | 194,1 | 10,3 | -20 |
Табл. 4.4.. Расчетные усилия при сочетании нагрузок по данным табл. 4.3.
| Сечение | Количество кратковременных нагрузок | Номера нагрузок и вид усилия | Расчетные усилия при различных комбинациях нагрузок (M КНм, N и Q КН) | |||
| +MMAX Nсоот | -MMAX Nсоот | NMAX | ||||
| +Mсоот | -Mсоот | |||||
| 1-1 | Одна (1) | N0позиция | 1+18 | 1+16 | 1+4 | 1+4 |
| M | 1168,7 | -470,5 | 367,62 | 378,16 | ||
| N | 1041,6 | 1018,6 | 2592,8 | 2592,8 | ||
| Две и более (0,9) | N0 позиция | 1+3+7+13+19 | 1+5+9+13+17 | 1+3+5+11+19 | 1+3+5+11+19 | |
| M | -791,35 | |||||
| N | 2421,5 | 2670,5 | ||||
| QMAX | -223 | 49,36 | -235 | -235,2 | ||
| 2-2 | Одна (1) | N0 позиция | 1+4 | 1+8 | 1+2 | 1+2 |
| M | 801,6 | 125,8 | 327,14 | - | ||
| N | 2303,6 | 738,5 | 987,5 | 987,5 | ||
| Две и более (0,9) | N0 позиция | 1+3+5+11+19 | 1+5+9+17 | 1+3+5+19 | 1+3+5+19 | |
| M | 976,15 | 900,5 | - | |||
| N | 2381,2 | 393,2 | 2379,1 | 2379,1 | ||
| 3-3 | Одна (1) | N0 позиция | 1+4 | 1+2 | 1+2 | 1+2 |
| M | 41,42 | -371,14 | -229,3 | -371,14 | ||
| N | 649,16 | 901,1 | 901,1 | 901,1 | ||
| Две и более (0,9) | N0 позиция | 1+5+9+16 | 1+3+11+19 | 1+3+7+19 | 1+3+7+19 | |
| M | 164,74 | -485,13 | -158,6 | -410,9 | ||
| N | 636,12 | 888,8 | 893,7 | |||
| 4-4 | Одна (1) | N0 позиция | 1+2 | 1+16 | 1+2 | 1+2 |
| M | 737,6 | 264,56 | 737,6 | |||
| N | ||||||
| Две и более (0,9) | N0 позиция | 1+3+7+15+19 | 1+5+9+17 | 1+3+15+19 | 1+3+15+19 | |
| M | 1043,44 | |||||
| N | 393,2 | 649,5 | 649,5 | |||
| Q | -153 | -97,6 | -153,1 |
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: