Особливості статичного розрахунку рам

Співвідношення моментів інерції елементів рами

Співвідношення моментів інерції окремих частин колон і ригеля приймаються на підставі аналогічних проектів.

Зазвичай ці співвідношення знаходяться в межах: J₂/ J₁ = 5 / 12- J₄/ J₃ = 8 / 15- J₄/ J₂ = 12/4 J₄/ J₂ = 4/12 (при подвійному кроці колон по середніх рядах) - менші цифри тут відповідають легким цехам, великі - важким. Зміна співвідношень моментів інерції в деяких межах (близько 30%) мало відбивається на величині розрахункових моментів.

При розрахунку плоских рам на кранові навантаження можна виходити з просторової роботи каркаса, враховуючи залучення в роботу сусідніх рам через горизонтальні поздовжні зв`язку по нижніх поясах ферм (фігура Поперечна деформація каркаса).

В цьому випадку, при однаковому кроці колон по всіх рядах, розглядається блок з п`яти-семи рам, з`єднаних між собою поздовжніми зв`язками.

Жорсткість цих зв`язків визначається їх моментом інерції, знайденим за формулою (10.IX) - при цьому приймається: для зв`язків, приварених до нижнього поясу, коефіцієнт k = 0,7, а при болтовому кріпленні зв`язків, k = 0,3. Розрахунок такого блоку зводиться до розрахунку нерозрізної балки на пружно осідають опорах.

У будівлях з беспрогонним покриттям з великопанельних залізобетонних плит, надійно прикріплених до кроквяних фермам, жорсткий покрівельний диск забезпечує просторову роботу каркаса аналогічно поздовжнім зв`язків. Дослідженням цього питання займаються наші науково-дослідні організації.

У разі, якщо по середньому ряду крок колон вдвічі більше, ніж за крайніми рядами, то розрахунок можна вести для умовної рами, у якій моменти) інерції перетинів колон крайніх рядів дорівнюють сумі моментів інерції двох колон, т. Е. В розрахунок вводиться блок конструкцій , заштрихований на фігурі.

До розрахунку рам при різному кроці колон

Відео: Розрахунок плоскою залізобетонної рами в SCAD Office 11.5

Такий розрахунок можливий за наявності горизонтальних зв`язків по нижніх поясах ферм або жорсткого покрівельного диска, що забезпечують однакове зміщення всіх колон блоку.

При цьому горизонтальне реактивне зусилля в умовній рамі, що виникає від навантаження в стрижні, що закріплює раму від зсуву, визначається як сума реактивних зусиль в окремих плоских рамах, після чого звичайним способом визначається зміщення умовної рами. По знайденому зміщення визначають зусилля окремо для кожної плоскої рами.

У загальному випадку, при неоднакових кроках колон з різних рядах, протяжність розрахункового блоку приймається рівною кроку основних рам. При цьому зміщення всіх рам блоку приймається однаковим.

Після того як від кожної навантаження окремо побудовані епюри моментів в рамі, складають таблицю значень цих моментів для ряду перетинів колон і встановлюють найневигідніших комбінацію сумарного моменту М і відповідної йому поздовжньої сили N. При цьому враховується як основне, так і додаткове поєднання навантажень (що включає вітрове навантаження) введенням для останнього коефіцієнта сполучень 0,9 (для всіх навантажень, крім постійної).

У більшості випадків максимальні розрахункові моменти для підкранової частини колон виходять в нижньому перетині біля опори. Розрахункова комбінація, як правило, відповідає додатковому поєднанню навантажень.

В рамах, в вузлах приєднання ригелів до колон (особливо по внутрішнім рядах), від вертикального навантаження, що діє на ригель, виникають великі опорні моменти. Їх можна уникнути, застосувавши таку упругопластические конструкцію прикріплення верхнього пояса ферми до колони, яка могла б передати навантаження тільки до певної величини, після чого, дійшовши до межі текучості, вона деформувалася б і не могла б сприйняти більший момент.

Так, наприклад, верхня планка (фланець) товщиною 10 мм, поставлена на чотири болта з відстанню між ними 130 мм (фігура Жорстке з`єднання ферми з колоною а) може передати зусилля 6 т (якщо умовно вважати верхній ймовірний межа плинності рівним 33 кг / мм²).

Відео: Опір матеріалів. K-02 (консольна плоска рама).

При такій конструкції вузла кут рами може сприйняти момент одного знака, що дорівнює близько 13 тм (при висоті ферми на опорі 2,2 м). Цієї миті може виявитися досить для передачі горизонтальних сил і тим самим для забезпечення необхідної жорсткості цеху.

Таким чином, з`являється можливість проводити розрахунок рами в припущенні шарнірного з`єднання ригеля з колоною і надалі прикладати до верху колони момент, рівний, наприклад, 13 тм (в залежності від прийнятої конструкції вузла). Розрахунок рами з шарнірним з`єднанням ригеля досить простий і зазвичай проводиться методом сил.

Відео: K - статично визначні плоскі рами.

Випробування дійсної роботи сталевих каркасів промислових будівель (М. М. Бердичівського, А. І. Кікіна, Г. А. Шапіро²) Підтвердили істотний вплив просторової роботи конструкцій.

Разом з тим ці випробування показали, що найслабшим місцем в цих каркасах є з`єднання елементів конструкцій і їх деталей, особливо місця приєднання підкранових балок до колон, які першими сприймають на себе динамічне навантаження від кранів (удари). Цим пояснюються, чому НіТУ пред`являють підвищені вимоги до конструкцій цехів з важким режимом роботи як щодо кріплень, так і по відношенню до поперечної жорсткості, вимірюваної горизонтальними прогибами колон.

¹ Ктіс, Сталеві конструкції одноповерхових промислових будівель, під редакцією доц. С. М. Тубіна, Державне видавництво літератури з будівництва та архітектури, 1952.

² Питання застосування сталевих конструкцій в будівництві, збірник статей під редакцією проф. Н. С. Стрілецького, Державне видавництво літератури з будівництва та архітектури, 1953.

«Проектування сталевих конструкцій»,
К.К.Муханов