Одноэтажное промышленное здание
1.4 Статический расчет поперечной рамы
Одноэтажная однопролетная рама при шарнирном сопряжении стоек с ригелями представляет собой единожды статически неопределимую систему.
Рис.2. Расчетная схема рамы.
Продольные силы в раме действуют с эксцентриситетами:
еп.б. = 0,75 + 0,25 - 0,5 · h2 = 1 - 0,5 · 1,4 = 0,3 м;
еф = 0,5 · h1 - 0,5 · (h1 - 0,25) = 0,125 м;
е0 = 0,5 · h2 - 0,5 · h1 - еф = 0,7 - 0,3 - 0,125 = 0,275 м;
ев = 0,5 · (h2 - h1) = 0,5 · (1,4 - 0,6) = 0,4 м;
еогр. = 0,5 · h2 - 0,5 · 0,3 = 0,85 м.
Статический расчет рамы выполняется с помощью программы FRAME, основой алгоритма которой служит метод конечных элементов. Для расчета необходимо предварительно собрать данные.
Рис.3. Эксцентриситеты продольных сил в колонне.
Данные для статического расчета рамы в программе FRAME.
1. Высота верхней части колонны от ступени до ригеля: Нв = 4,2 м.
2. Высота нижней части от обреза фундамента до подкрановой балки: Нн = 10,35 м.
3. Общая высота колонны от заделки до ригеля: Н = 14,55 м.
4. Пролет: L = 18 м.
5. Соотношение моментов инерции элементов рамы ( из практики расчетов промышленных зданий принимаем среднее значение от Iн / Iв = 0,5 ? 10): n1 = 7.
6. Произведение отношений моментов инерции и расчетных длин частей колонны:
n2 = Iн / Iв · Нв / Нн = 2,84.
7. Высота подкрановой балки:
а = Нп.б. = 1,4 м.
8. Разность высот верхней части колонны и подкрановой балки:
с = Нв - а = 2,8 м.
9. Коэффициент пространственной работы каркаса:
бпр = n1 (1/ n + а22/2Уаi2)/Уy,
где n = 7 - число рам в температурном блоке;
n1 = 4 - число колес кранов на 1 нитке подкрановых балок;
аi - расстояние рамами, симметрично расположенными относительно центра блока;
а2 = 48 м - расстояние между вторыми от краев блока рамами;
Уy = 3 - сумма ординат линии влияния кранов;
бпр = 7 [1/ 7 + 482/2(242 + 482 + 722)]/3 = 0,38.
10. Расчетная равномерно распределенная нагрузка на ригель рамы:
qп = 54 кН/м.
11. Момент от постоянных нагрузок, приложенный на уровне подкрановых площадок колонн:
Мп = FR · е0 + Fв · ев + Fогр.в.к. · еогр. + Fп.б. · еп.б. = -257,4 кН·м.
12. Сосредоточенный момент от покрытия в сопряжении ригеля с колонной6
Мфп = FR · еф = 61 кН·м.
13. Расчетная равномерно распределенная снеговая нагрузка на ригель рамы:
qс = Fсн / 9 м = 38,3 кН/м.
14. Сосредоточенный момент в верхнем узле рамы от снеговой нагрузки:
Мфс = Fсн · еф = 43,1 кН·м.
15. Изгибающий момент от снеговой нагрузки в ступени колонны:
Мс = Fсн · е0 = -95 кН·м.
16. Максимальный изгибающий момент в стойках рамы от крановой нагрузки:
Мmax = Dmax · еп.б. = 156 кН·м.
17. Минимальный изгибающий момент в стойках рамы от крановой нагрузки:
Мmin = Dmin · еп.б. = -36 кН·м.
18. Горизонтальная сила от крановой нагрузки на колонну: Т = 19 кН.
19. Ветровая нагрузка с наветренной стороны: qв = 3,1 кН/м.
20. Ветровая нагрузка с подветренной стороны: qв? = 1,9 кН/м.
21. Сосредоточенная сила от ветровой нагрузки с наветренной стороны: W = 9,6 кН.
19. Сосредоточенная сила от ветровой нагрузки с подветренной стороны: W? = 6 кН.
Расчёт рамы со ступенчатыми стойками и с шарнирным сопряжением ригеля со стойками.
Усилия в сечениях левой стойки рамы.