7.5.1. Определение расчетных усилий в колонне

Поперечные рамы производственных зданий рассчитываются как плоские статически неопределимые системы. При расчете плоских рам на воздействие крановых нагрузок можно исходить из пространственной работы каркаса, учитывая вовлечение в работу соседних рам через горизонтальные продольные связи по нижним поясам ферм и диск покрытия. Учет этого фактора позволяет снизить изгибающие моменты в нижних сечениях колонн и уменьшить горизонтальные перемещения каркаса.

Статический расчет поперечной рамы на различные виды загружения выполняют известными методами строительной механики (методом сил, методом деформаций и др.) или практическими методами с использованием вспомогательных таблиц и графиков. Целесообразно выполнять статические расчеты на ЭВМ с использованием программных комплексов («Рама-1» – при жестком сопряжении ригеля с колонной, «Рама-2» – при шарнирном сопряжении и ряда других).

Статический расчет производят отдельно на каждую нагрузку или группу нагрузок, которые не могут действовать изолированно одна от другой (собственный вес конструкций покрытия, стенового ограждения, подкрановых балок и др.). Горизонтальные силы от поперечного торможения кранов учитывают только в совокупности с вертикальным давлением кранов и рассматривают как одну кратковременную нагрузку.

Для расчета рамы на ЭВМ составляют таблицу исходных данных (см. прил. 1).

В результате расчета машина выдает значения изгибающих моментов, нормальных и поперечных сил в характерных сечениях колонны, где усилия носят скачкообразный характер и где изменяется размер сечения стержня колонны, при наличии проема для прохода в верхней части колонны – у начала и конца прохода (см. прил. 2).

Наиболее характерными сечениями колонны являются:

1-1 – на уровне обреза фундамента;

2-2 – в верху подкрановой части колонны (бесконечно близкое к уступу колонны снизу);

3-3 – в низу надкрановой части колонны (бесконечно близкое к уступу колонны сверху);

4-4 – на уровне верхнего пояса подкрановой балки;

5-5 – на верхней части колонны в уровне примыкания ригеля к колонне.

Для симметричной рамы таблицу расчетных усилий, полученных в результате расчета раздельно по каждому виду загружения, составляют для ха-

рактерных сечений одной левой колонны (табл. 7.6). Для того чтобы учесть все возможные случаи загружения, в таблицу заносят усилия: от крановых вертикальных воздействий при тележке у правой колонны (эпюра – зеркальное отображение эпюры при тележке слева), от горизонтальной крановой нагрузки Т, приложенной к другой колонне, от ветра при другом его направлении.

При составлении табл. 7.6 необходимо иметь ввиду, что в табл. П2 прил. 2 знак поперечной силы Qп от давления кранов D_max на левой колонне и ветровой нагрузки, действующей слева направо, определен для правой колонны. При изменении направления ветра и приложении D_max на правую колонну знак поперечной силы Qл в левой колонне поменяется на противоположный cогласно принятому правилу знаков усилий.

Для удобства определения расчетных комбинаций усилий в таблице приводятся усилия от кратковременных нагрузок с коэффициентами сочетаний 1,0 и 0,9.

Принимают правило знаков усилий (рис. 7.6).

Рис. 7.6

На рис. 7.7 – 7.14 показаны эпюры изгибающих моментов и нормальных сил в поперечной раме.