7,--/ J,~-20 р

eo--0,2S

\\\\\\\\\±

\f,--221kH <Г=229кН

qr„2it,8KHlM

\F--il2KH

Рис. 12.13. Расчетная схема рамы. Постоянные и снеговая нагрузки

Так как заранее не известно, при каких комбинациях нагрузок напряжения в расчетных сечениях колонны будут иметь наибольшую величину, то по данным статического расчета составляют несколько комбинаций расчетных усилий. Комбинации нагрузок должны быть возможными, т. е. нельзя рассматривать усилия от боковых сил крана без >чета вертикальных усилий, нельзя не учитывать постоянную нагрузку. По составленным комбинациям усилий в каждом сечении определяется наивыгоднейшая.

4. Пример расчета поперечной рамы производственного здания

Исходные данные. Требуется произвести статический расчет и определить усилия в элементах рамы прокатного цеха. Параметры здания и каркаса - по примеру (см, гл. 11, § 2, 3; рис. 11,3). Место строительства г. Черепотец. Здание отапливаемое.

А. Расчетная схема рамы. В соответствии с конструктивной схемой (см, рис 11 3) выбираем ее расчетную схему н основную систему (рис. 12.13, а). Расстояние между центрами тяжести верхнего и нижнего участков колонн

= 0,5 - = 0,5(1500- 1000) = 0,25 м.

Соотношения моментов инерции (см, гл, 12, § 1: /нДв = 5 (учитываем, что верхняя часть колонны с проходом); /р н = 4. Если /в-1, то /н = 5; /р = 20. Сопряжение ригеля с колонной назначаем жестким (краны ВТ режима работы, цех однопролетиый). Б. Нагрузки на поперечную раму.

Все нагрузки подсчитываются с учетом коэффициента надежности по назначению (ун = 0.95 для большинства промышленных зданий). Постоянная нагрузка.

Нагрузку на 1 м кровли подсчитываем по табл. 12.5.

Расчетная равномерно распределенная линейная нагрузка на ригель рамы по формуле (12,3)

9и = ?нйГкрйф/со5а = 0,95-1.59.12/1 = 18,1 кН/м. Опорная реакция ригеля рамы

F=ql/2 = 18,1-30/2 = 272 кН.

Таблица 12.5. Постоянная поверхностная распределенная нагрузка от покрытия

Итого

ёкр = 1.34 -300-

йнр=1.59

5,7. 5,1 .1,2, 5.1 6,9

Т=Ъ1 KH / Ч

=а78кН-м

Рис. 12.14. К примеру определения нагрузки от мостовых кранов

Расчетный вес колонны (см. табл. 12.1). Верхняя часть (20 % веса)

Св = 0,95-1,05-0,2-0,4. 12-15 = 14 кН.

Нижняя часть (80 % веса)

Сн = 0,95- 1,05-0,8-0,4- 12- 15 = 57 кН.

Поверхностная масса стен 200 кг/м переплетов с остеклением 35 кг/.м. В верхней части колонны (включая вес этой части колонны);

1 = Тн [1.2-2(4,2+3,1) 12 4- 1,1 0,35-1,2-12] + 14 = 221 кН. В нижней части колонны:

fa = 0,95 [1,2-2 (2,9+ 2,4) 12+ 1,1 •0,35-6-12] + 57 = 229 кН. Постоянные нагрузки показаны на рис. 12.13,6.

Снеговая нагрузка. По прил. 2 вес снегового покрова ро=1,5 кПа. При g"p/po = = 1,34/1,5=0,9 коэффициент перегрузки «=1,45. Линейная распределенная нагрузка от снега на ригель рамы по формуле (12.9)

йен = Тн псри Ьф = 0,95-1,45- 1- 1,5-12 = 24,8 кН/м, Опорная реакция ригеля

f; = 24,8-30/2 = 372 кН

(рис. 12.13, в).

Вертикальные усилия от мостовых кранов (рис. 12.14).

База крана (5,1 м) и расстояние между колесами двух кранов (1,2 м), а также нормативное усилие колеса - по прил. 1. По формулам (12.5) и (12.6)

Dmax == Vh (л"с 2f нтах !/ + "Gn + «gn &t &) = 0,95 (1,1 0,95-355- 2,94 + 1.05• 45 +

+ 1,2-1,5-1,5-12) =0,95 (1091 + 47 + 32) = 1170 кН

(вес подкрановой балки по табл. 12.1 Сп = 0,25-12-15 = 45 кН);

= (9,8-30 + 680)/2 - 355 = 487 - 355 = 132 кН; Dmin = Vh (1091 - 132/355 + 47 + 32) = 0,95 (406 + 47 + 32) = 485 кН. Сосредоточенные моменты от вертикальных усилий Dmax, Dmm no формуле (12.7) ек = 0,5/гн = 0,5-1,5 = 0,75 м; /Итаж = бк От = 0,75-1170 = 878 кН-м; Л1тгп = 0,75-485 = 364 кН-м.

Горизонтальная сила от мостовых кранов, передаваемая одним колесом, по формулам (12.4), (12.8),

Г = 0,05(9,8С + О,)/Пд = 0,05(9,8-30+125)/2 = 10,5 кН. Сила Т: Г = v„na(.2r> = 0,95-l,l-0,95-10,5-2,94 = 31 кН.

Считаем условно, что сила Т приложена в уровне уступа колонны (рис. 12.14,6).

Ветровая нагрузка. Нормативный скоростной напор ветра (см. прил. 2) go= = 0,27 кПа. Тип местности - Б (см. прил. 3) и коэффициенты k для Юм - 0,65; 20 м - 0,9; 30 м - 1,05.

По формуле (12.10)

Яш = УцП£оксЬ = 0,95-1,2-0,27-0,8-12/ = 2,95 k.

Линейная распределенная нагрузка при высоте до 10 м - 2,95X0,65= 1,9 кН/м-20 м -2,95X0,9 = 2,7 кН/м; 30 м - 2,95X1,05 = 3,1 кН/м, 16 м - 1,9+(2.7-1,6)6/10 = = 1.9 + 0,7=2,6 кН/м; 23,8 м - 2,7+(3,1-2,7)3,8/10 = 2,9 кН/м.

t < ♦ t f » * »

Рис. 12.15. К определению ветровой нагрузки б)

1358

,271

25й д]

%91 272

Рис. 12.16. к расчету рамы иа постоянную нагрузку

Сосредоточенные силы от ветровой нагрузки по формулам (12.12):

Fb = (9i + Ч2) h 12 = (2,6 + 2,9) 7,8/2 = 21 кН; f = f 0,6/0,8 = 21-0,6/0,8= 16 кН.

Эквивалентные линейные нагрузки по формуле (12.11)

э = 9в1оа= 1,9-1,05 = 2 кН/м; <?з = 2-0,6/0,8 = 1,5 кН/м.

Ветровые нагрузки показаны на рис. 12.15. В. Статический расчет поперечной рамы

Расчет на постоянные нагрузки. Основная система приведена на рис. 12 lb а, а схема нагрузки - на рис. 12.13, Сосредоточенный момент из-за смещения осей верхней н нижней.частей колонны:

M=-(f + f)eg=-(272+ 205) 0,25 =- 123 кН-м.

Параметры по табл. 12.4: я= 1/5 = 0,2; а=Яв/Ян = 4,7/16=0,294«0,3. Каноническое уравнение для левого узла

ггх Ф1 + "IP = 0.

Моменты от поворота узлов (рис. 12 16,6) на угол ф=1 (Mi):

=/4 j = 0,887i; Mf, = kc i=~UA72i; М = kg I =-1,055с,

М" = 2EI/l = 2EiIH/lH = 8Ш/1 = 8- 16i730 = 4,27(.

Моменты от нагрузки на стойках Мр (рис. 12.16, в):

= Д; Л1 = fff353 (- 123) =-43,4 кН-м; М = Д;зЛ1 =-0,145 (- 123) = 17,8 кН-м; Ml =/feM =-0,695 (- 123) = 85,5 кН-м; М = (*с+ 1)Л1 = (-0,695-f 1)(- 123)=-37,5 кН-м. - 302 -