Эпюры и от нагрузок в сечениях колонны ряда а
№№ и наименование нагрузки |
Расчетная схема |
Эпюры |
||
M (кН/см2) |
N (кН) |
Q (кН) |
||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
1.Постоянная нагрузка |
|
|||
2. Снеговая нагрузка |
|
|||
3. Ветровая нагрузка слева |
|
|||
Продолжение таблицы 4.3.
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
4.Ветровая нагрузка справа
|
|
|||
Крановая нагрузка max вертикальная
|
|
|||
Крановая нагрузка min вертикальная
|
|
|||
Продолжение таблицы 4.3.
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
Крановая горизонтальная Влево
|
|
|||
Крановая горизонтальная Вправо
|
|
|||
4.3.Определение расчетных сочетаний усилий в сечениях колонны
Следующим завершающим этапом статического расчета поперечной рамы является определение наиболее неблагоприятного воздействия сочетания нагрузок и соответствующих им усилий и на элементы поперечной рамы машзала. Этого требует методика расчета конструкций по предельным состояниям [3,4,5,6].
Вероятность одновременного воздействия на сооружение всех указанных выше нагрузок мала и, кроме того, разные нагрузки могут вызвать усилия противоположных знаков, которые погасят друг друга и уменьшат усилия в элементах конструкции. При нагрузках одного знака вероятность одновременного воздействия на конструкцию наибольших значений всех нагрузок невелика. Поэтому при расчете по предельным состояниям [3,4,5,6] подбор сечения конструкций выполняют от воздействия сочетаний нагрузок или усилий от них.
В СНиП [3] в зависимости от учитываемого состава нагрузок принято различать сочетания двух видов: основные и особые.
1. Основные сочетания – включающие постоянные, длительные и кратковременные нагрузки или усилия от них составляют в двух вариантах:
1.1 – сочетание нагрузок, включающее все постоянные нагрузки плюс одну длительную нагрузку, плюс одну кратковременную. Все нагрузки принимают с коэффициентом сочетаний =1**).
1.2 – сочетание нагрузок, включающее все постоянные плюс все длительные, плюс две или более кратковременные нагрузки. При этом принимают следующие коэффициенты сочетаний:
– для постоянных нагрузок =1;
– для длительных =0,95;
– для кратковременных =0,9.
2. Особые сочетания – состоящие из постоянных, длительных и кратковременных и одной из особых нагрузок. Особые сочетания нагрузок составляют при проектировании конструкций в сейсмических районах и в нашем курсовом проекте учтены не будут. Как уже отмечалось, расчет конструкций машзала следует выполнять с учетом наиболее неблагоприятных сочетаний нагрузок или сочетаний соответствующих им усилий.
Для облегчения определения сочетаний усилий, заполняют промежуточную таблицу усилий в элементах колонны (табл. 4.4), в которую из табл. 4.2 заносят со своими знаками значения моментов и продольных сил для сечений колонны 2-2, 3-3 и
4-4 (рис. 4.1,б).
________________________________________________________
**) – коэффициент сочетаний, учитывающий вероятность одновременного достижения двумя или несколькими нагрузками расчетной величины.
8б |
8а |
7б |
7а |
6б |
6а |
5б |
5а |
4б |
4а |
3б |
3а |
2б |
2а |
1 |
№№ нагрузки
|
Таблица 4.4 Расчетные усилия в колонне ряда А от отдельных нагрузок |
|
Крановая горизонтальная вправо |
Крановая горизонтальная влево |
Крановая min вертикальная
|
Крановая max вертикальная |
Ветровая справа |
Ветровая слева |
Снеговая |
Постоянная |
Наименование нагрузки |
|||||||||
y=0,9 |
y=1 |
y=0,9 |
y=1 |
y=0,9 |
y=1 |
y=0,9 |
y=1 |
y=0,9 |
y=1 |
y=0,9 |
y=1 |
y=0,9 |
y=1 |
y=1 |
Коэффициент сочетаний
|
||
250,0 |
277,7 |
-250,0 |
-277,7 |
222,2 |
246,3 |
509,1 |
565,6 |
-84,0 |
-93,3 |
142,1 |
157,8 |
-127,5 |
-141,6 |
-126,8 |
M,кНм |
Сечение 2-2 |
|
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
-716,1 |
-795,6 |
-600,0 |
N,кН |
||
250,0 |
277,7 |
-250,0 |
-277,7 |
-546,7 |
-607,4 |
-1255,2 |
-1394,7 |
-84,0 |
-93,3 |
142,6 |
157,8 |
284,3 |
315,9 |
166,8 |
M,кНм |
Сечение 3-3
|
|
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
-1097,6 |
-1219,6 |
-2520,5 |
-2800,5 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
-716,1 |
-795,6 |
-673,5 |
N,кН |
||
-418,2 |
-464,7 |
418,2 |
464,7 |
193,3 |
214,8 |
443,9 |
493,2 |
274,4 |
304,9 |
-332,6 |
-369,5 |
-141,1 |
-156,8 |
-82,4 |
M,кНм |
Сечение 4-4 |
|
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
-1097,6 |
-1219,6 |
-2520,5 |
-2800,5 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
-716,1 |
-795,6 |
-1070,7 |
N,кН |
||
29,2 |
32,4 |
-29,2 |
-32,4 |
-32,3 |
-35,9 |
-74,1 |
-82,3 |
-32,8 |
-36,4 |
39,4 |
43,7 |
18,6 |
20,6 |
21,4 |
Q,кН |
||
Поперечные силы заносят только для сечения 4-4.
Усилия от постоянной нагрузки во всех сочетаниях принимают с коэффициентом =1 (табл.4.4). Величины усилий и
от всех кратковременных нагрузок заносят в табл. 4.4. в двух вариантах:
а– умноженными на коэффициент сочетаний =1;
б– умноженными на коэффициент сочетаний =0,9.
Для определения расчетных сочетаний нагрузок и соответствующих им усилий необходимо провести анализ вариантов одновременного совместного воздействия различных нагрузок для каждого расчетного сечения колонны.
В практике проектирования
не известно, что оказывает более
неблагоприятное воздействие на элемент
конструкции: наибольший изгибающий
момент или наибольшая продольная сила.
Поэтому при определении расчетных
сочетаний усилий в первую очередь
находят сочетания тех нагрузок, которые
дают максимальные значения положительного
и отрицательного
моментов и соответствующие этим
сочетаниям значения продольных сил
.
Затем находят сочетания
нагрузок, которые дают максимальное
значение продольной силы
и
соответствующее ей положительное
или отрицательное
значение изгибающего момента. При
составлении последнего сочетания
необходимо учитывать также и те нагрузки,
которые не оказывают влияния на величину
продольного усилия
,
но повышают значения изгибающих моментов.
После этого определяют
сочетание нагрузок, которое даёт
максимальное значение поперечной силы
.
Результаты расчетов вносят в табл. 4.5. в следующей последовательности:
1. ( ; ) – сочетание нагрузок, дающее максимально возможный положительный момент и соответствующую этому сочетанию нагрузок продольную силу;
2. ( ; ) – сочетание нагрузок, дающее максимально возможный отрицательный момент и соответствующую этому сочетанию нагрузок продольную силу;
3. (
;
.)
– сочетание нагрузок, дающее максимально
возможную нормальную силу и соответствующее
этому сочетанию нагрузок значение
положительного
и отрицательного
изгибающего момента;
4. (± )– сочетание нагрузок, дающие максимальную положительную (+ ) и отрицательную (- ) поперечную силу в сечение 4-4.
При определении сочетаний усилий следует иметь в виду, что одна временная нагрузка – это или одна снеговая, или одна ветровая (справа или слева) или крановая (одновременное воздействие вертикальной крановой нагрузки плюс горизонтальной от поперечного торможения кранов).
Как уже отмечалось выше, вертикальная крановая нагрузка зависит от положения крановой тележки на крановом мосту (рис. 3.4). На колонну может действовать либо максимальная вертикальная нагрузка (нагрузка №5 в табл. 4.2), либо минимальная вертикальная нагрузка (нагрузка №6 в табл. 4.2). Суммировать усилия от вертикальных крановых нагрузок нельзя!
Одновременно с вертикальной нагрузкой на колонну может действовать горизонтальная нагрузка от поперечного торможения кранов (нагрузки №7 и №8 в табл. 4.2). Одновременное воздействие на колонну вертикальной и горизонтальной нагрузок от кранов считают одной кратковременной крановой нагрузкой. Причем любое усилие от вертикальной крановой нагрузки (максимальной или минимальной) может складываться с любым усилием от горизонтальной нагрузки (направленной слева направо или справа налево). Но горизонтальное усилие не может быть использовано без вертикального (максимального или минимального)!
Каждое сочетание нагрузок и усилий составляют и записывают в табл. 4.5 в двух вариантах:
Таблица 4.5