Лекция 13. Расчет поперечной рамы

13.1.Расчетная схема и нагрузки

Поперечная рама одноэтажного каркасного здания испытывает действие постоянных нагрузок от массы покрытия и различных временных нагрузок от снега, вертикального и горизонтального давления мостовых кранов, положительного и отрицательного давления ветра и др. (рис. 13.1).

Рис. 13.1. Расчетно-конструктивная схема поперечной рамы с нагрузками

В расчетной схеме рамы соединение ригеля с колонной считается шарнирным, а соединение колонны с фундаментами - жестким. Длину колонн принимают равной расстоянию от верха фундамента до низа ригеля. Цель расчета поперечной рамы — определить усилия в колон­нах и подобрать их сечения. Ригель рамы рассчитывают независимо, как однопролетную балку, ферму или арку.

Постоянная нагрузкаот массы покрытия передается на колонну как вертикальное опорное давление ригеля Р. Эту нагрузку подсчитывают по соответствующей гру­зовой площади. Вертикальная нагрузка приложена по оси опоры ригеля и передается на колонну при привязке наружной грани колонны к разбивочной оси 250 мм с эксцентриситетом (рис. 13.2):

в верхней надкрановой части е = 0,25/2 = 0,125 м (при нулевой привязке е=0);

в нижней подкрановой части е = (h₁ - h₂)/2 - 0,125 (при нулевой привязке е=(h₁—h₂/2) при этом возникают моменты, равные М=Ре.

Рис 13.2. Схема для определения эксцентриситетов продольных сил

в крайней колонне

Временная нагрузка от снега устанавливается в соответствии с географическим районом строительства и профилем покрытия. Она также передается на колонну как вертикальное опорное давление ригеля Р и подсчитывается по той же грузовой площади, что и нагрузка от массы покрытия.

Временная нагрузка от мостовых кранов определя­ется от двух мостовых кранов, работающих в сближенном положении. Коэффициент надежности для определе­ния расчетных значений вертикальной и горизонтальной нагрузок от мостовых кранов g_f = 1,1.

Вертикальная нагрузка на колонну вычисляется по линиям влияния опорной реакции подкрановой балки, наибольшая ордината которой на опоре равна единице. Одна сосредоточенная сила от колеса моста устанавли­вается на опоре, остальные силы располагаются в зависимости от стандартного расстояния между колесами крана (рис. 2.3). Максимальное давление на ко­лонну

(13.1)

при этом давление на колонну на противоположной сто­роне

(13.2)

Рис. 13.3. К определению вертикальной нагрузки от мостового крана

Вертикальное давление от кранов передается через подкрановые балки на подкрановую часть колонны с экс­центриситетом, равным для крайней колонны е = 0,25 + l - 0,5h_н (при нулевой привязке е = l - 0,5h_н), для средней колонны е = l (рис. 2.2).

Соответствующие моменты от крановой нагрузки

Горизонтальная нагрузка на колонну от торможения двух мостовых кранов, находящихся в сближенном положении, передается через подкрановую балку по тем же линиям влияния, что и вертикальное давление:

(13.3)

Временная ветровая нагрузка. В зависимости от географического района и высоты здания устанавливают значение ветрового давления на 1м² поверхности стен и фонаря. С наветренной стороны действует положитель­ное давление, с подветренной — отрицательное. Стеновые панели передают ветровое давление на колонны в виде распределенной нагрузки.

(13.3)

где а — шаг колонн.

Неравномерную по высоте здания ветровую нагрузку приводят к равномерно распределенной, эквивалентной по моменту в заделке колонны.

Ветровое давление, действующее на фонарь и часть стены, расположенную выше колонн, передается в рас­четной схеме в виде сосредоточенной силы W.