Определение недостающих исходных данных для статического расчета поперечной рамы

Постоянная нагрузка от шатра

● Собственный вес фермы.

g_ф = L∙ψ∙k∙y_f = 30,0∙0,009∙1,2∙1,05 = 0,34 кН/м2,

где ψ–коэффициент весовой характеристики ферм, принимается при L=30м ψ = 0,009;

k=1,2 - коэффициент учитывающий вес связей по фермам.

g_ш = 1,76+0,016+0,055+0,228+0,018+0,34 = 2,41кН/м²

● Распределенная нагрузка на ригель

q_ш = g_ш∙l/cosα = 2,41*6/1 =15,8 кН

α - угол уклона верхнего пояса ригеля; принято cosα = 1

● Сосредоточенная нагрузка в узле фермы

F_ш = q_ш∙L/2 = 15,8∙30/2 = 237 кН

Постоянная нагрузка от колонны

● Вес верхней части колонны

F_в = (l_в+h₀)∙g_в =(5,89+2,2)∙1,1 = 8,91 кН,

где g_в = 1,0 – 1,15 кН/м.

● Вес нижней части колонны

F_н = l_н∙g_н = 10,91∙2,2 = 24,0 кН,

где g_в = 2,0 – 3,0 кН/м.

Моменты в месте изменения сечения

● Момент от постоянной нагрузки

М_ш = –(F_ш+F_в+F₂)∙e₁ = –(237+8,91+9,46)∙0,25 = –45,61 кН∙м

где F₂ – сосредоточенная нагрузка от веса стеновых панелей (п.3.3);

e_{1 –} эксцентриситет приложения нагрузок .

● Момент от снеговой нагрузки

М_сн = – F_сн∙e₁ = –126,72∙0,25 = –31,68кН∙м

где F_сн = q_сн∙L/2 = 8,04∙30/2 = 120 кН – сосредоточенная нагрузка на колонну от снеговой нагрузки.

● Момент от вертикальной крановой нагрузки

М_max = D_max∙e₂ = 1698∙0,625 = 1061,25 кН∙м

М_min = D_min∙e₂ = 596∙0,625 = 372,25 кН∙м

где e₂ – эксцентриситет приложения нагрузок.

4. Замена распределенной ветровой нагрузки q_в для расчетной схемы рамы

Для того чтобы действительную эпюру ветровой нагрузки (рис. 15) упростить применительно к расчетной схеме рамы, необходимо распределенную ветровую нагрузку заменить

– выше нижнего пояса ригеля сосредоточенной нагрузкой в W ;

– от нижнего пояса ригеля до уровня земли эквивалентной равномерно распределенной нагрузкой q_е.

W_в1 = q_в1∙b = 3,5∙3,675 = 12,86 кН;

W_в2 = W_в1∙c₂/c₁ = 12,86∙(-0,5/0,8) = -8,04 кН,

Где с₁, с₂ – коэффициенты внешнего давления;

Q_э1 = q_в1 = 3,5 кН/м;

Q_э2 = q_э1∙c₂/c₁ = 3,5∙(-0,5/0,8) = -2,2 кН/м.

Определение моментов инерции различных элементов поперечной рамы

Момент инерции ригеля

,

Где – изгибающий момент ригеля, условно определенный, как при шарнирном примыкании ригеля;

– высота фермы (по осям поясных уголков);

– расчетное сопротивление стали марки С245

– коэффициент, учитывающий уклон верхнего пояса и деформативность решётки фермы, при i=1/8…1/10 ; при i=1/15 ; при i=0 .

Момент инерции нижней части колонны

,

R_y = 240 МПа - по табл. В.5 [1] для стали марки С245;

k₂ = 3 - коэффициент, зависящий от шага колонн (k₂ = 2,5 – 3 при l = 6,0м).

Соотношение моментов инерции ригеля и нижней частей колонны

.

Соотношение моментов инерции верхней и нижней частей колонны

,

где при жестком сопряжении ригеля с колонной k ₁ = 1,2...1,8 1 – коэффициент, учитывающий фактическое неравенство площадей и радиусов инерции поперечных сечений верхней и нижней частей колонны.

Статический расчет рамы

Исходные данные:

Таблица 5

№ п/п	Наименование характеристик	Ед. измер.	Обозна чение	Величина
	Высота подкрановой балки с рельсом	м	hпб+hр	1,19
	Длина нижней части колонны	“	lн	10,91
	Длина верхней части колонны	“	lв	5,89
	Пролет рамы	“	L	30,0
	Вес нижней части колонны	кН	Fн	23,2
	Вес верхней части колонны	“	Fв	8,91
	Вес подкрановой балки с рельсом	“	Fпб	23,4
	Вес стенового ограждения среднего яруса	“	F1	30,8
	Вес стенового ограждения верхнего яруса	“	F2	9,46
	Постоянная нагрузка по ригелю	кН/м	qш	15,8
	Снеговая нагрузка по ригелю	“	qсн	8,04
	Максимальное вертикальное давление кранов	кН	Dmax
	То же, минимальное	“	Dmin
	Поперечная тормозная сила	“	T	70,23
	Ветровая нагрузка на колонну с наветренной стороны	кН/м	qэ1	3,5
	То же, с подветренной стороны	“	qэ2	-2,2
	Суммарная ветровая нагрузка, действующая на ригель рамы	кН	Wв1+Wв2	23,9
	Момент в уступе колонны от постоянной нагрузки	кН·м	Mш	-58,97
	То же, от снеговой нагрузки	“	Мсн	-30,15
	Момент в уступе колонны от максимального вертикального давления кранов	“	Мmax
	То же, от минимального давления кранов	“	Mmin	372,5
	Относительное значение моментов инерции элементов рамы	–	Iв/Iн	0,09
–	Iр/Iн	2,07
	Коэффициент пространственной работы рамы	–	γ