Раздел 3. Статический расчет рамы в пк лира-сапр

3.1 Создание геометрической схемы, жесткостных характеристик и граничных условий

Геометрическая схема образована стержнями, расположенными по продольным осям элементов рамы. Жесткости элементов предварительно заданы на основании Серии ПК-01-133 «Стальные конструкции покрытий промышленных зданий с плоской кровлей пролетами 24,30 и 36 м» и Серии 1.424.3-7 «Стальные колонны одноэтажных производственных зданий, оборудованных мостовыми опорными кранами».

В узле примыкания правой колонны к фундаменту установлены закрепления на линейные перемещения X, Y, Z и угловое перемещение UX. У основания левой колонны связи наложены таким образом, чтобы было возможно определить усилия, возникающие в колонне в целом (см. рис. 3.14). В узлах крепления распорок и подкрановой балки установлены закрепления на линейные перемещения по оси Y.

3.2 Приложение нагрузок

Результат приложения нагрузок, определенных в разделе 2, показан на рисунках 3.1-3.12.

Рис. 3.1 – Перечень созданных загружений

Рис. 3.2 – Перечень созданных жесткостей

Рис. 3.3. – Расчетные сочетания усилий (РСУ)

Таблица 3.2.1

Расчетное сочетание нагрузок (РСН)

 

 

 

 

Рис. 3.4 – Загружение 1

Рис. 3.5 – Загружение 2

Рис. 3.6 – Загружение 3

Рис. 3.7 – Загружение 4

Рис. 3.8 – Загружение 5

Рис. 3.9 – Загружение 6

Рис. 3.10 – Загружение 7

Рис. 3.11 – Загружение 8

Рис. 3.12 – Загружение 9

Рис. 3.11 – Загружение 10

Рис. 3.13. – Эпюра N, загружение 1

Рис. 3.14. – Эпюра Q, загружение 1

Рис. 3.15. – Эпюра M, загружение 1

Рис. 3.16. – Эпюра N, загружение 2

Рис. 3.17. – Эпюра Q, загружение 2

Рис. 3.18. – Эпюра M, загружение 2

Рис. 3.19. – Эпюра N, загружение 3

Рис. 3.20. – Эпюра Q, загружение 3

Рис. 3.21. – Эпюра M, загружение 3

Рис. 3.22. – Эпюра N, загружение 4

Рис. 3.23. – Эпюра Q, загружение 4

Рис. 3.24. – Эпюра M, загружение 4

Рис. 3.25. – Эпюра N, загружение 5

Рис. 3.26. – Эпюра Q, загружение 5

Рис. 3.27. – Эпюра M, загружение 5

Рис. 3.28. – Эпюра N, загружение 6

Рис. 3.29. – Эпюра Q, загружение 6

Рис. 3.30. – Эпюра M, загружение 6

Рис. 3.31. – Эпюра N, загружение 7

Рис. 3.32. – Эпюра Q, загружение 7

Рис. 3.33. – Эпюра M, загружение 7

Рис. 3.34. – Эпюра N, загружение 8

Рис. 3.35. – Эпюра Q, загружение 8

Рис. 3.36. – Эпюра M, загружение 8

Рис. 3.37. – Эпюра N, загружение 9

Рис. 3.38. – Эпюра Q, загружение 9

Рис. 3.39. – Эпюра M, загружение 9

Рис. 3.40. – Эпюра N, загружение 10

Рис. 3.41. – Эпюра Q, загружение 10

Рис. 3.42. – Эпюра M, загружение 10

 

 

3.3 Учет пространственной работы каркаса

Пространственную работу каркаса (т.е. совместную работу рам вследствие влияния горизонтальных продольных связевых ферм по нижним поясам стропильных ферм и жесткости кровли) при расчете на компьютере можно учесть через использование коэффициент учета пространственной работы каркаса α_пр.

1) Добавлено загружение 10, в котором в узле на пересечении нижнего пояса фермы и оси колонны приложена горизонтальная сила F = -1 кН (положительное направление оси Х). Эта сила служит для дальнейшей имитации отпора каркаса при действии «сосредоточенных» на рассматриваемой раме крановых нагрузок (загружений 4,6).

2. Выполнен статический расчет плоской рамы. Перемещение узла составило 1,10 мм для загружения 14, 32,14 мм для загружения 4 (вертикальная крановая) и 31,35 мм для загружения 6 (горизонтальная крановая).

3. Как получено при подготовке исходных данных, коэффициент учета пространственной работы каркаса α_пр = 0,25. Тогда действительное перемещение узла в загружении 4 должно составлять 0,25 ∙ 32,14 = 8,035 мм. Оно может быть получено, если в загружении 4 в том же узле приложить горизонтальную силу F (реакция каркаса), которая дает обратное горизонтальное перемещение узла величиной (1 - 0.25) ∙ 32,14 = 24,3 мм. Тогда сила:

F8 = 32,14 ∙ (1 - 0.25) / 1,1 = 21,91 кН

(3.1)

и направлена против оси Х.

4. Аналогично, в загружении 6 соответствующая реакция, направленная против оси Х, составляет:

F10 = 31,35 ∙ (1 - 0.25) / 1,1 = 21,38 кН

(3.2)

5. В загружениях 5 и 7 в таком же узле на другой колонне задаются направленные по оси Х F9 и против оси F11;

6. Откорректированная таким образом нагрузка моделирует пространственную работу каркаса (совместная работа рам).

3.4 Результаты расчета

Результаты расчета сводятся программой в таблицу «РСУ расчетные», части которой будут приводится в соответствующих разделах. Номера элементов из второй колонки этой таблицы показаны на рисунках 3.13, 3.14.

Рис. 3.13 – Нумерация элементов

 

 

Рис. 3.44. – Укрупненный вид основания левой колонной