7.5.2. Определение расчетных сочетаний усилий

Расчет конструкций по предельным состояниям первой и второй групп выполняют с учетом неблагоприятных сочетаний нагрузок или соответствующих им усилий.

В зависимости от учитываемого состава нагрузок различают:

а) основные сочетания нагрузок, состоящие из постоянных, длительных и кратковременных; б) особые сочетания нагрузок, состоящие из постоянных, длительных, кратковременных и одной из особых нагрузок.

Постоянные нагрузки в любом сочетании принимаются с коэффициентом сочетания ψ = 1.

Рис. 7.7.ЭпюрыMиNот постоянной нагрузки

Рис. 7.8.ЭпюрыMиN от снеговой нагрузки

Рис. 7.9.ЭпюрыMиN от вертикального давления кранов

(D_maxна левой колонне)

Рис. 7.10.ЭпюрыMиN от вертикального давления кранов

(D_maxна правой колонне)

Рис. 7.11.ЭпюрыMиN от горизонтального торможения кранов,

приложенного у левой колонны

Рис. 7.12.ЭпюрыMиN от горизонтального торможения кранов,

приложенного у правой колонны

Рис. 7.13.ЭпюрыMиN от ветровой нагрузки (ветер слева)

Рис. 7.14. Эпюры M и N от ветровой нагрузки (ветер справа)

При расчете конструкций на основные сочетания, содержащие одну временную нагрузку, последняя учитывается без снижения, а при учете двух

и более временных нагрузок расчетные значения длительных нагрузок умножаются на коэффициент сочетания ψ₁ = 0,95, кратковременных – на ψ₂ = 0,9.

При рассмотрении особых сочетаний расчетные значения временных нагрузок умножаются на коэффициенты сочетания, равные для длительных нагрузок ψ₁ = 0,95, для кратковременных – ψ₂ = 0,8, значение особой нагрузки принимается без снижения.

Для определения наиболее невыгодных для элементов рамы (ригеля, колонны) сочетаний нагрузок составляют таблицу расчетных комбинаций усилий в сечениях колонны (табл. 7.7), в которой комбинации усилий определены как при учете только одной кратковременной нагрузки: или снега, или крана, или ветра (ψ = 1), так и при учете двух и более названных кратковременных нагрузок (ψ₂ = 0,9).

Следует иметь в виду, что учет двух или всех трех кратковременных нагрузок также зависит от соответствия их знака каждому знаку усилия. Если, например, одна из них в рассматриваемом сочетании имеет знак « – », а определяют комбинацию при +M_max, данная нагрузка, как нагрузка кратковременная, в расчет не принимается. Постоянная нагрузка берется в расчет со своим знаком всегда, даже в случае, когда знак ее усилия не совпадает с искомым знаком расчетного усилия.

Обычно для каждого рассматриваемого сечения колонны определяют следующие комбинации усилий:

+ M_max и N_соот – наибольший по величине положительный изгибающий момент при определенном сочетании нагрузок и при этом же сочетании значение соответствующей нормальной силы;

– M_max и N_соот – наибольший по величине отрицательный изгибающий момент и значение соответствующей нормальной силы;

– N_max и + M_соот – наибольшая величина нормальной сжимающей силы при соответствующем положительном изгибающем моменте;

– N_max и – M_соот – наибольшая величина нормальной сжимающей силы при соответствующем отрицательном изгибающем моменте.

Для получения наибольшего возможного соответствующего положительного или отрицательного момента при наибольшей сжимающей силе – N_max (комбинация усилий – N_max и ± M_соот) нормальными силами, возникающими в колонне от поперечного торможения кранов и ветра ввиду их относительной малости можно пренебречь, приняв их за нуль, а соответствующий изгибающий момент принять с необходимым знаком. Усилия от поперечного торможения кранов прикладывают на одну колонну рамы независимо от места нахождения тележки с грузом, а направление торможения может быть как в одну, так и в другую сторону.

Для расчета анкерных болтов в нижнем сечении колонны (в месте узла сопряжения базы колонны с фундаментом) составляют дополнительные комбинации усилий. Эти комбинации предполагают получить наименьшую нормальную силу при наибольших возможных изгибающих моментах, чтобы растягивающее усилие в анкерных болтах было максимальным. Обычно они складываются из постоянной нагрузки, создающей изгибающий момент и нормальную силу, и ветровой нагрузки, которая практически создает только изгибающий момент.

Уменьшение постоянной нагрузки ухудшает условия работы анкерных болтов (она прижимает базу колонны к фундаменту), поэтому постоянную нагрузку учитывают с коэффициентом надежности по нагрузке γ_f = 0,9.

Принимаем расчетные усилия для расчета анкерных болтов

N_min = 887,3 кН; M_соот = 878,6 кН∙м.

Таблица 7.7