Расчетная схема поперечной рамы и сбор нагрузок

Общие положения

Цельнометаллический каркас цеха представляет собой пространственную конструкцию. Для упрощения расчета его расчленяют на отдельные плоские поперечные рамы. Поперечная рама является основой каркаса, и ее расчет может быть выполнен любым способом строительной механики.

Ввиду значительной трудоемкости точных методов расчета рам в практике проектирования широко применяются приближенные способы, позволяющие значительно упростить расчет и получить результат, приемлемый для практических целей.

При расчете рамы приближенными методами студент в своем курсовом проекте может воспользоваться; формулами, приведенными в [4], а также в табл. 21 и 22 приложения. Расчет рамы с использованием указанных таблиц выполняется методом деформаций.

Наряду с рекомендованными приближенными методами расчета рам с помощью формул и таблиц можно, как уже отмечалось, применять любые другие методы, в том числе и точные.

Целью статического расчета рамы является определение максимальных усилий (изгибающих моментов, продольных и поперечных сил), необходимых для подбора сечений элементов рамы, расчета сопряжений, узлов и других деталей.

Усилия в элементах рамы рекомендуется определять отдельно для каждой нагрузки или воздействия.

Предварительно намечают характерные сечения. Обычно это сечения узлов рамы и мест приложения сосредоточенных сил или моментов (рис. 2.1). Для одноступенчатых стоек с кранами в одном ярусе таких сечений будет четыре. Полученные для каждого сечения усилия вносят в сводную таблицу (табл. 2.11). Расчетные усилия получают путем составления сочетаний по данным табл. 2.11.

При расчете поперечной рамы в курсовом проекте в целях упрощения рекомендуется принимать следующие допущения:

- сквозной ригель условно заменять сплошным;

- рассматривать стойки жестко защемленными в фундаментах и жестко или шарнирно соединенными с ригелями; для одно- и двух пролетных рам с крановой нагрузкой в целях повышения их поперечной жесткости рекомендуется принимать только жесткое соединение ригеля со стойками, для многопролетных рам можно переходить на шарнирное соединение, как более простое;

- при расчете рамы на горизонтальные нагрузки (ветер, крановые моменты, силы поперечного торможения) деформациями ригеля можно пренебрегать, принимая жесткость его бесконечно большой; при расчете рамы на вертикальные нагрузки, приложенные к ригелю, следует учитывать действительную его жесткость;

Рис. 2.1. Обозначение моментов инерции элементов рамы

- при расчете многопролетной рамы на вертикальные нагрузки, приложенные к ригелю, допускается членение ее на отдельные простые П- и Г-образные рамы и отдельные стойки (рис. 2.2);

- высоту стоек принимать, равной (рис. 1.1);

- ветровую нагрузку, действующую на шатер (от нижнего пояса стропильных ферм до верха фонаря), условно принимать в виде сосредоточенной силы , приложенной на уровне нижнего пояса ригеля. Моментом, возникающим при переносе ее, можно пренебрегать.

Снижение точности расчета при введении перечисленных допущений незначительно, зато объем вычислительных работ резко уменьшается.

Приступая к расчету рамы, необходимо любым способом установить жесткость ее элементов. Для цельнометаллической рамы достаточно установить соотношение моментов инерции верхних и нижних частей стоек и ригеля.

Рис.2.2 Условные шарниры в узлах многопролетных рам при расчете