§ 41. Статический расчет

Статический расчет любого сооружения (конструкции) имё целью по возможности более точно определить внутренние ус лия в характерных сечениях элементов от нагрузок и воздейс вий. В качестве примера рассмотрим особенности статпческо расчета одноэтажных рам производственных зданий, образова ных сборными железобетонными колоннами, защемленными фундаментах и шарнирно связанными поверху ригелями.

Статический расчет такой рамы удобно производить методо перемещений. При этом получается одно статически неопред лимое неизвестное А1 — горизонтальное перемещение плоско рамы на уровне верха колонн. Основная система показана на рис. 15. Каноническое уравнение метода перемещений имеет вид;

r Ai + R1p = 0 .

где r11 — реакция в горизонтальной связи основной системы от единичном смещения; Ai — искомое горизонтальное перемещение верха рамы; R1p-Ш сумма реакций несмещаемого верха колонн плоской рамы от действую щей нагрузки..

Рис. 15. Основная система поперечной рамы и эпюры моментов от воздействия и нагрузок

Покрытие, связанное с ригелями рам, образует горизонтали ный жесткий диск, обеспечивающий совместную пространствен

ую работу плоских рам в пределах температурного отсека зда­ния. Действие постоянных нагрузок и снеговой нагрузки не вы­зывает смещения верха колонн. Ветровая же нагрузка вызы­вает горизонтальное смещение верха всех колонн вместе с дис­ком покрытия, что обязательно учитывается расчетом. Местная крановая нагрузка, приложенная к одной плоской раме, благо­даря наличию горизонтального жесткого диска покрытия пере­распределяется и воспринимается пространственным каркасом, включая в работу все плоские рамы в пределах температурного отсека здания.

Учет пространственной работы каркаса производится умно­жением реакции от единичного смещения г11 на коэффициент

Сdim * r * л + R1p = 0.

Для расчета следует принимать вторую раму блока от торца здания или деформационного шва, так как она находится в наи­более невыгодных условиях. При шаге колонн 12 м для блока длиной 60 м коэффициент Cdim = 3,4, а при шаге колонн 6 м

Cdim = 4.

Плоскую раму последовательно загружают постоянными и временными нагрузками и определяют опорные реакции верха стола, который затем рассматривается как консоль, защемлен­ная в фундаментах и нагруженная соответствующей нагрузкой и реакцией, вызванной этой нагрузкой. Действительную реакцию верха каждой колонны рамы от любой нагрузки находят по формуле

При трех пролетах и более в расчетах на действие постоян­ной, снеговой и крановой нагрузок смещение верха колонн весь­ма незначительно, а потому им можно пренебречь, полагая Д = 0. В этом случае расчетная схема принимается в виде кон­сольной стойки переменного сечения, защемленной в фундамен­те и шарнирно опертой вверху. Формулы для определения опор­ных реакций от каждого вида нагрузки, кроме ветровой, приве­дены в [24, 41].

При действии ветровой нагрузки считают, что верх колонн смещается, и усилия можно находить по следующей методике. Лишние неизвестные в раме — суммарные опорные реакции, при­ходящиеся на все ее колонны, определяются раздельно от воз­действия сосредоточенной ветровой нагрузки W и равномерно распределенной нагрузки от активного (va) и пассивного (vp) Давления ветра. Суммарная опорная реакция распределяется между колоннами рамы пропорционально их погонным жестко-стям.

По расчетным усилиям М, N и Q, определенным от каждого Вида загружения, составляются расчетные комбинации усилий при двух сочетаниях нагрузок.

Первое основное сочетание составляется из постоянных, дли тельных частей временных нагрузок и одной возможной крат повременной нагрузки, наиболее существенно влияющей на на пряженно-деформированное состояние рассматриваемого харак терного сечения колонны.

Второе основное сочетание составляется из постоянных, дли тельных частей временных нагрузок и всех кратковременных на грузок, если их не менее двух. При подсчете расчетных усилии для второго основного сочетания величины усилий от кратко временных нагрузок надо принимать с коэффициентом сочетав ния 0,9, учитывающим невозможность одновременного воздей ствия всех кратковременных нагрузок с их максимальными зна чениями.

Для дальнейших конструктивных расчетов составляют следу ющие комбинации усилий:

первая комбинация дает наибольшую величину положитель­ного момента ММакс и соответствующие ему величины нормаль­ной и поперечной сил NCоотв>00TB и Qсоотв;

вторая комбинация дает наибольшую величину момента со знаком минус ММин и соответствующие ему значения нормальной

И ПОПереЧНОЙ СИЛ Ncgotb И Qcootb;

третья комбинация дает наибольшую величину сжимающей нормальной силы N макс и соответствующие ей значения момента

И ПОПереЧНОЙ СИЛЫ ±МСоотв И Qcootb.

При составлении расчетных комбинаций вертикальные и го­ризонтальные нагрузки от одного или двух мостовых кранов при­нимают как одну кратковременную нагрузку.