Стальной каркас здания павильонного типа. Умнова О.В - 13 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

3.3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЁТНЫХ УСИЛИЙ
На каркас здания постоянные и временные нагрузки могут действовать в различных сочетаниях. В связи с тем, что
расчётные усилия для различных элементов каркаса получаются при разных сочетаниях временных нагрузок, расчёт ра-
мы необходимо выполнять отдельно от каждой из нагрузок. Статический расчёт рамы производится обычными методами
строительной механики (методами сил, перемещений) без использования ЭВМ или с помощью различных программных
комплексов (Лира, Рама, SCAD и др.). В последнем случае трудоёмкость расчётов значительно снижается. Однако ввиду
возможных ошибок и неточностей в задании исходных данных следует обратить повышенное внимание на анализ полу-
ченных результатов.
Поперечные рамы одноэтажных зданий, как правило, статически неопределимы (рис. 6,
а, б). Для статического рас-
чёта необходимо знать жесткостные параметры элементов расчётной схемы, которые можно назначить исходя из проек-
тов-аналогов или с использованием приближённых формул.
Изгибную жёсткость сквозного ригеля, если известны площади верхнего и нижнего поясов фермы, можно определить
по формуле
)(
2
22
2
11
zAzAEEI
ffr
+µ= ,
либо по формуле
µ= 15,1
2
max
y
r
r
R
hM
EEI
,
если площади сечений поясов неизвестны; здесь
5
1006,2 ⋅=E МПА – модуль упругости стали;
21
,
ff
AA
– площади сече-
ний нижнего и верхнего поясов в середине пролёта;
2
2
2
1
, zz – расстояние от центра тяжести поясов до нейтральной оси
ригеля в середине пролёта;
µ
– коэффициент, учитывающий уклон верхнего пояса и равный 0,7 при 10/1...8/1
=
i , 0,8
при
15/1=i
, 0,9 при 0=i ;
max
M – максимальный изгибающий момент в середине пролета ригеля как в простой балке от
расчётной нагрузки;
r
h – высота фермы в середине пролёта.
Осевая жёсткость ригеля
2
4
r
r
r
h
EI
EA
= .
Жёсткости колонн можно подобрать исходя из заданной при компоновке высоты сечения колонны, ориентируясь на
прокатные профили.
При расчёте рам вручную необходимо выбрать метод расчёта и основную систему. После чего составить канониче-
ские уравнения и решить их. Значения
M, Q, N во всех характерных сечениях рамы определяются по формуле
∑
+=
iip
XSSS ,
где
p
S
– усилие в основной системе от нагрузки;
i
S – усилие в основной системе от i -го единичного неизвестного;
i
X –
i -е неизвестное, определенное из канонических уравнений.
Так, для однажды статически неопределимой рамы с защемлёнными колоннами и шарнирным прикреплением риге-
ля (рис. 10) статический расчёт лучше выполнять методом сил, приняв за лишнюю неизвестную нормальную силу
1
X в
ригеле. Каноническое уравнение для определения неизвестной имеет вид:
0
1111
=∆+δ
p
X
,
где
11
δ – перемещение точек приложения сил 1
1
=
X по их направлению;
p1
∆
– перемещение тех же точек и по тому же
направлению от внешней нагрузки.
После определения неизвестной силы
1
X значения моментов
M
в любом сечении рамы
11
XMMM
p
+=
,
где
p
M
– момент от внешних нагрузок в основной системе;
1
M – момент от силы 1
1
=
X .
При построение эпюр для рамы, показанной на рис. 10, можно воспользоваться готовыми формулами (П3).
При построении эпюр моментов их откладывают со стороны растянутого волокна, при этом эпюры с внутренней
стороны колонн считаются положительными.
Рис. 10. Основная система
поперечной рамы
с шарнирным
прикреплением ригеля
Пользуясь данными статического расчё-
та, находят для каждого расчётного сечения
рамы (сечения, где происходит скачкообраз-
ное изменение усилия либо поперечного се-
чения) свою комбинацию нагрузок, которая
создаст наиболее неблагоприятные условия
работы этого сечения. В рамах с колоннами
постоянного по высоте сечения расчётными
обычно являются сечения в местах сопря-
жения колонны с фундаментом и ригелем.
В общем случае для каждого сечения определяют следующие комбинации усилий:
Х
1
Х
1

Страницы