Металлические каркасные здания (стр. 3 из 4)
Современными нормами в основу расчета ступенчатой колонны положен принцип, состоящий в том, что оценка устойчивости выполняется для каждого участка колонны отдельно, но на анализе устойчивости стержня колонны в целом, являющемся элементом здания каркасного типа.
В варианте, рассматриваемым курсовым проектом, используется следующая схема закрепления концов колонны – стержня по ряду А: нижний край колонны – заделка, верхний край представляет собой неподвижный шарнирно – опертый край (рис. 6).
Для приведенной схемы расчетные длины стержней в плоскости рамы следующие:
lef1=μ1·l1 и lef2=μ2·l2.
Общая последовательность проверки устойчивости колонны:
1) определяются наиневыгоднейшие варианты комбинаций для каждого сечения;
2) формулируются условия закрепления краев и определяются расчетные длины в плоскости рамы и из плоскости;
3) осуществляется проверка устойчивости верхней части колонны в плоскости рамы;
4) проверка устойчивости колонны из плоскости рамы;
5) осуществляется проверка местной устойчивости стенки и полок стержня, если стержни представляют собой открытый прокатный профиль;
6) выполняется проверка устойчивости нижней части колонны;
7) конструирование и расчет элементов соединения верхней и нижней частей колонны.
Результаты расчетных усилий в элементах рамы каркаса
Построение сводной таблицы усилий в расчетных сечениях
Таблица 6. Итоговая таблица сбора нагрузок
| NN n/n | NN узлов и элементов | Вид нагрузки | Схема приложения | Номер схемы загружения | Численные значения | Примеч. |
| 1 | 1у | сила | узловая | 1 | 102,16 | 13,65 м |
| 2 | 1э | момент | распред. | 1 | -3,8 | |
| 3 | 2у | сила | узловая | 1 | 51,35 | |
| 4 | 2у | момент | узловая | 1 | -56,12 | |
| 5 | 3у | сила | узловая | 1 | 41,76 | |
| 6 | 15э | сила | распред. | 1 | 8,42 | |
| 7 | 14э | сила | распред. | 1 | 8,42 | |
| 8 | 13э | сила | распред. | 1 | 8,42 | |
| 9 | 12э | сила | распред. | 1 | 8,54 | |
| 10 | 11э | сила | распред. | 1 | 8,42 | |
| 11 | 5у | сила | узловая | 1 | 2,06 | |
| 12 | 6у | сила | узловая | 1 | 2,71 | |
| 13 | 7у | сила | узловая | 1 | 1,81 | |
| 14 | 8у | сила | узловая | 1 | 4,64 | |
| 15 | 11у | сила | узловая | 1 | 7,38 | |
| 16 | 13у | сила | узловая | 1 | 20,67 | |
| 17 | 13у | момент | узловая | 1 | 14,78 | |
| 18 | 14у | сила | узловая | 1 | 27,18 | |
| 19 | 14у | момент | узловая | 1 | 14 | |
| 20 | 15у | сила | узловая | 1 | 18,13 | |
| 21 | 15у | момент | узловая | 1 | 20,68 | |
| 22 | 16у | сила | узловая | 1 | 48,81 | |
| 23 | 16у | момент | узловая | 1 | 38,46 | |
| 24 | 17у | сила | узловая | 1 | 75,32 | |
| 25 | 10у | сила | узловая | 1 | 41,37 | |
| 26 | 10у | момент | узловая | 1 | 42,6 | |
| 27 | 15э | сила | распред. | 2 | 6 | |
| 28 | 14э | сила | распред. | 2 | 4,8 | |
| 29 | 13э | сила | распред. | 2 | 3,6 | |
| 30 | 12э | сила | распред. | 2 | 2,4 | |
| 31 | 12э | сила | распред. | 2 | 38,55 | а1=а2=3,9 |
| 32 | 2у | сила | узловая | 3 | 200 | |
| 33 | 2у | момент | узловая | 3 | -147 | |
| 34 | 8у | сила | узловая | 3 | 94 | |
| 35 | 8у | момент | узловая | 3 | 155,1 | |
| 36 | 2у | сила | узловая | 4 | 94 | |
| 37 | 2у | момент | узловая | 4 | -69,1 | |
| 38 | 8у | сила | узловая | 4 | 200 | |
| 39 | 8у | момент | узловая | 4 | 330 | |
| 40 | 2у | сила | узловая | 5 | 6,75 | |
| 41 | 2у | сила | узловая | 6 | -6,75 | |
| 42 | 8у | сила | узловая | 7 | 6,75 | |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| 43 | 8у | сила | узловая | 8 | -6,75 | |
| 44 | 3у | сила | узловая | 9 | 53,92 | |
| 45 | 2у | момент | узловая | 9 | -27,77 | |
| 46 | 10у | сила | узловая | 9 | 88,39 | |
| 47 | 10у | момент | узловая | 9 | -242,8 | |
| 48 | 11у | сила | узловая | 9 | 14,97 | |
| 49 | 11у | момент | узловая | 9 | 27,07 | |
| 50 | 17у | сила | узловая | 9 | 14,97 | |
| 51 | 17у | момент | узловая | 9 | -27,07 | |
| 52 | 1э | сила | распред. | 10 | 0,47 | |
| 53 | 2э | сила | распред. | 10 | 0,47 | |
| 54 | 10э | сила | распред. | 10 | 0,47 | а1=2,1 |
| 55 | 16э | сила | распред. | 10 | 0,35 | |
| 56 | 17э | сила | распред. | 10 | 0,35 | |
| 57 | 18э | сила | распред. | 10 | 0,35 | |
| 58 | 19э | сила | распред. | 10 | 0,35 | |
| 59 | 20э | сила | распред. | 10 | 0,35 | |
| 60 | 3у | сила | узловая | 10 | 1,81 | |
| 61 | 11у | сила | узловая | 10 | 0,82 | |
| 62 | 17у | сила | узловая | 10 | 0,82 | |
| 63 | 16э | сила | распред. | 11 | -0,47 | |
| 64 | 17э | сила | распред. | 11 | -0,47 | |
| 65 | 18э | сила | распред. | 11 | -0,47 | |
| 66 | 19э | сила | распред. | 11 | -0,47 | |
| 67 | 20э | сила | распред. | 11 | -0,47 | |
| 68 | 1э | сила | распред. | 11 | -0,35 | |
| 69 | 2э | сила | распред. | 11 | -0,35 | |
| 70 | 10э | сила | распред. | 11 | -0,35 | |
| 71 | 3у | сила | узловая | 11 | -1,56 | |
| 72 | 11у | сила | узловая | 11 | -0,82 | |
| 73 | 17у | сила | узловая | 11 | -0,82 |
Таблица 7. Сводная таблица усилий в назначенных сечениях рамы
| №№ схем | Коэф(ψ) | 1–1 | 2–2 | 3–3 | 4–4 | |||||||||
| M | N | Q | M | N | Q | M | N | Q | M | N | Q | |||
| Постоянные нагрузки | 1 | 1.0 | -10,8 | -213,2 | -4,4 | -26,1 | -83,7 | -4,4 | 30,1 | -78.1 | -4,4 | 0 | -40.7 | -4,4 |
| Технологи-ческие нагрузки | 2 | 1.0 | 8,4 | 0 | -0,2 | 1,7 | 0 | -0,2 | 1,7 | 0 | -0,2 | 0 | 0 | -0,2 |
| 0.95 | 8 | 0 | -0.2 | 1.6 | 0 | -0.2 | 1.6 | 0 | -0.2 | 0 | 0 | -0.2 | ||
| Крановые нагрузкиDmaxDminMmaxMminполная | 3 | 1.0 | -44,8 | -200 | 5,6 | 108 | -200 | 5,6 | -38,7 | 0 | 5,6 | 0 | 0 | 5,6 |
| Крановые нагрузкиDminDmaxMminMmaxполная | 4 | 1.0 | -58 | -94 | 3,7 | 43,5 | -94 | 3,7 | -25,6 | 0 | 3,7 | 0 | 0 | 3,7 |
| M | N | Q | M | N | Q | M | N | Q | M | N | Q | |||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 |
| Крановые нагрузкиЛевая стойкаТ вправо | 5 | 1.0 | 54,5 | 0 | -2,9 | -26,2 | 0 | -2,9 | -26,2 | 0 | 3,8 | 0 | 0 | 3,8 |
| Крановые нагрузкиЛевая стойкаТ влево | 6 | 1.0 | -54,5 | 0 | 2,9 | 26,2 | 0 | 2,9 | 26,2 | 0 | -3,8 | 0 | 0 | -3,8 |
| Крановые нагрузкиПравая стойкаТ вправо | 7 | 1.0 | 18,3 | 0 | -0,5 | 3,7 | 0 | -0,5 | 3,7 | 0 | -0,5 | 0 | 0 | -0,5 |
| Крановые нагрузкиПравая стойкаТ влево | 8 | 1.0 | -18,3 | 0 | 0,5 | -3,7 | 0 | 0,5 | -3,7 | 0 | 0,5 | 0 | 0 | 0,5 |
| Снеговая нагрузкаПолная | 9 | 1.0 | -27,3 | -53,9 | -0,01 | -27,7 | -53,9 | -0,01 | 0,1 | -53,9 | -0,01 | 0 | -53,9 | -0,01 |
| 0.6 | -16,4 | -32,3 | -0.01 | -16,6 | -32,3 | -0.01 | 0.1 | -32,3 | -0.01 | 0 | -32,3 | -0.01 | ||
| Ветровая нагрузка(ветер слева) | 10 | 1.0 | 170,4 | 0 | -13 | -9,9 | 0 | -0,19 | -9,9 | 0 | -0,19 | 0 | 0 | 3,1 |
| 0.8 | 136,3 | 0 | -10,4 | -7.9 | 0 | -0.15 | -7.9 | 0 | -0.15 | 0 | 0 | 2,5 | ||
| Ветровая нагрузка(ветер справа) | 11 | 1.0 | -149,5 | 0 | 10,3 | 2,8 | 0 | 0,8 | 2,8 | 0 | 0,8 | 0 | 0 | -1,6 |
| 0.8 | -119,6 | 0 | 8.2 | 2,2 | 0 | 0.6 | 2,2 | 0 | 0.6 | 0 | 0 | -1.3 | ||
Теперь построим эпюры с учетом коэффициентов сочетания.
Таблица 8
Построение огибающий эпюр
Для построения огибающих эпюр составим таблицы комбин.
Цель построения таблиц комбинаций состоит в определении наиневыгоднейших суммарных положительных и отрицательных (в алгебраическом смысле) усилий в заданных сечениях рамы при самых неблагоприятных, но физически возможных сочетаниях нагрузок.
Таблицы комбинаций удобно строить, пользуясь данными таблицы эпюр 8. В случае для расчетного сочетания, учитывающего одну постоянную нагрузку (собственный вес), одну временную длительно-действующую (технологические нагрузки) и три временные кратковременные (крановые, снеговые и ветровые нагрузки) строятся две комбинации усилий:
– максимальные и минимальные изгибающие моменты (M+max и M-min) и соответствующие им продольные усилия N;
– максимальные и минимальные продольные усилия (Nmax и Nmin) и соответствующие им изгибающие моменты M+ и M-.