2.3 Статический расчет – определение усилий в сечениях рамы

Пользуясь таблицей в приложении А, определяем усилия в сечениях рамы и строим эпюры изгибающих моментов, поперечных и продольных сил.

Рисунок 2.3.1 – Эпюры изгибающих моментов, поперечных и продольных сил от действия постоянной нагрузки

Рисунок 2.3.2 - Эпюры изгибающих моментов, поперечных и продольных сил от действия снеговой нагрузки

Рисунок 2.3.3 - Эпюры изгибающих моментов, поперечных и продольных сил от действия крановой вертикальной нагрузки

Рисунок 2.3.4 - Эпюры изгибающих моментов, поперечных и продольных сил от действия крановой горизонтальной нагрузки

Рисунок 2.3.5 - Эпюры изгибающих моментов, поперечных и продольных сил от действия ветровой нагрузки

3 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ВНЕЦЕНТРЕННО СЖАТОЙ КОЛОННЫ

3.1 ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ ДЛИН

Рассчитаем ступенчатую колонну однопролетного производственного здания, оборудованного двумя мостовыми кранами грузоподъемностью 1000 кН каждый (режим работы тяжелый). Высота надкрановой части колонны м; подкрановой м. Соотношение моментов инерции:

(3.1.1)

Материал колонны – сталь С275.

Расчетную комбинацию для надкрановой части составляют усилие и момент в месте примыкания сквозного ригеля: кН; кН·м (момент направлен по ходу часовой стрелки); усилие кН, соответствующий изгибающий момент в месте сопряжения с подкрановой частью кН·м.

Расчетные комбинации усилий для подкрановой части следующие: кН; кН·м и кН; кН·м; кН.

Отношение жесткостей верхней и нижней частей колонны:

; (3.1.2)

.

Коэффициент, учитывающий соотношения продольных сил,

, (3.1.3)

где , - максимальные усилия для нижней и верхней частей колонны, кН; кН.

.

По таблице 1.1 источника [1], интерполируя, находим коэффициент приведения для одноступенчатых колонн с верхним концом, закрепленным только от поворота: . Вычисляем значение по формуле 3.1.4:

; (3.1.4)

.

Принимаем ; .

В этом случае расчетные длины отдельных частей колонны в плоскости рамы составляют:

; (3.1.5)

м;

; (3.1.6)

м.

Расчетные длины из плоскости рамы:

м;

; (3.1.7)

м.

3.2 РАСЧЕТ НАДКРАНОВОЙ ЧАСТИ КОЛОННЫ

Для надкрановой части колонны принимаем составное двутавровое сечение. При компоновке сечения была принята минимальная ширина сечения м.

3.2.1 ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ ПОДБОР СЕЧЕНИЯ

Требуемая площадь сечения верхней части колонны определяется по формуле 3.2.1.1:

, (3.2.1.1)

где - расчетная продольная сила для верхней части колонны, кН;

- расчетное сопротивление листового проката из стали С275, МПа;

- эксцентриситет продольной силы,

; (3.2.1.2)

м;

.

Рисунок 3.2.1.1 – Поперечное сечение верхней части колонны

Принимаем высоту стенки согласно ГОСТ 82-70*, мм (рис. 3.2.1.1).

Необходимую толщину стенки устанавливаем из условия прочности на срез по формуле 3.2.1.3:

, (3.2.1.3)

где - максимальная поперечная сила для верхней части колонны, определяем по эпюрам поперечных сил: кН;

- расчетное сопротивление стали срезу, МПа,

; (3.2.1.4)

МПа;

м = 0,9 мм.

При этом мм по ГОСТ, следовательно, принимаем мм.

Принимаем размеры верхней части колонны исходя из конструктивного минимума и ГОСТ 82-70*. Тогда площадь сечения вычисляется по формуле:

, (3.2.1.5)

где см, принимаем из конструктивного минимума;

.

Должно выполняться условие:

,

.

Условие выполняется.