Определение усилий в колоннах рамы. Расчет трехпролетной рамы, страница 2

М12=-232,68+520,41=287,73 кН*м; М21=-55,4*10,6+520,41=-66,83 кН*м;   продольные  силы N01=0; N12=N21=867,36 кН; поперечные силы; Q01=Q12=Q21= -57,56 кН.

упругая реакция средней колонны Re=13,1+9,62*10-3Еb*435*1/Еb =17,2 кН; изгибающие моменты: М10 = 17,2*4,2=72,24 кН*м; М12=72,24-162,21 = -89,97 кН*м; М21=17,2*10,6-162,21=20,11 кН*м; продольные силы; N10=0, N12=N21=220,28 кН; поперечные силы Q10 = Q12 = Q21 = 17,2 кН.

Загружение Мmax на средней колонне Мmin на крайней колонне

( рис 4.5, д).

На средней колонне Dmax = 867,36 кН приложена с эксцентриситетом е=0,75 м (рисунок 4.3.)  Момент в узле Мmax = 867,36*0,75=650,52 кН*м.  

Реакция верхней опоры средней колонны:

 Одновременно на крайней   колонне действует сила Dmin= 220,28 кН с эксцентриситетом е =0,6. При этом Мmin = 220,28*0,6=132,168 кН*м.

Реакция верхней опоры крайней колонны:

(Приложение .XII). [1]

Суммарная реакция в основной системе R1p= 52,58-14,6=-37,98 кН;

С учетом пространственной работы:

(XIII.21) [1]

где сdin=3,5 при шаге колонн 12 м.

Упругая реакция левой колонны Re=-14,6 +4,96*10-3Еb 372*1/Еb=-12,75 кН;

Изгибающие  моменты   в    расчетных сечениях левой колонны:

М10 = -12,75*4,2=53,55 кН*м; М12=-53,55+132,168=78,61 кН*м;

М21=-12,75*10,6+132,168=-2,9 кН*м;   продольные  силы N01=0; N12=N21=220,28 кН; поперечные силы; Q01=Q12=Q21= -12,75 кН.

Упругая реакция средней колонны Re=52,58+9,62*10-3Еb*372*1/Еb =56,15 кН; изгибающие моменты: М10 = 56,15*4,2=235,8 кН*м; М12=56,15-162,21 = -106,06 кН*м; М21=56,15*10,6-162,21=432,98 кН*м; продольные силы; N10=0, N12=N21=867,36 кН; поперечные силы Q10 = Q12 = Q21 = 56,15 кН.

   Усилия в колоннах от действия четырех кранов, совмещенных в одном створе двух пролетов. Моменты в средней колонне равны 0 так как колонна центрально нагружена. Усилия в средней колонне равны: N01=0; N12=N21=1428,59 кН;

Загружение Нmax на крайней колонне (рисунок 4.5, е).

На средней колонне Нmax = 28,9 кН.  

Реакция верхней опоры средней колонны:

(Приложение .XII). [1]

упругая реакция средней колонны Re=0,69+9,62*10-3Еb*372*1/Еb =4,2 кН; изгибающие моменты: М10 = 4,2*4,2=17,64 кН*м; М12=17,64 кН*м; М21=4,2*10,6=44,52 кН*м; продольные силы; N10=0, N12=N21=0 кН; поперечные силы Q10 = Q12 = Q21 = 4,2 кН.

Загружение Нmax на средней колонне. (рисунок 4.5, ж).

На крайней колонне Нmax = 28,9 кН.  

Реакция верхней опоры левой колонны:

(Приложение .XII). [1]

Реакция верхней опоры средней колонны:

(Приложение .XII). [1]

Суммарная реакция в основной системе R1p= -1,7+0,69=- 1,01 кН;

С учетом пространственной работы:

упругая реакция средней колонны Re=1,01+9,62*10-3Еb*435*1/Еb =5,19 кН; изгибающие моменты: М10 = 5,19*4,2=21,79 кН*м; М12=21,79 кН*м; М21=5,19*10,6=55,014 кН*м; продольные силы; N10=0, N12=N21=0 кН; поперечные силы Q10 = Q12 = Q21 = 5,19 кН.

Усилия в колоннах рамы от снеговой нагрузки:

Продольная сила F1=143,64 кН на крайней колонне действует с эксцентриситетом е0. (рис …). В верхней части е0 = 0,25+0,175-0,5h = 0,25+0,175-0,5*0,6 = 0,125 м, момент М1=F10 =143,64*0,125=17,9 кН*м, где 0,125 – привязка крайних колонн к разбивочным осям; 0,175 – расстояние от продольной разбивочной оси до передачи продольной силы на колонну.

Вычисляем реакцию верхнего конца левой колонны по формуле ([2]приложение XII):

(Приложение .XII). [1]

Согласно принятому в расчете правилу знаков, реакция, направленная вправо, положительна. Реакция правой колонны R3= 1,9 кН, средней колонны R2 = 0(так как загружена центрально). Суммарная реакция связей в основной системе R1p = SRi = -1,9+0+1,9=0, при этом из канонических уравнений r11D+R1p = 0  следует, что D1=0. Упругая реакция левой колонны Rе=R1+D1RD=-1,9 кН.

Изгибающие моменты в сечениях крайней колонны (рис) равны М0-11=17,9 кН*м,

М101+ReH2=17,9-1,9*4,2=9,92 кН*м;

Продольные силы в средней колонне: N10=287,28 кН; N12= 287,28 кН; N21=287,28 кН.

5. Составление таблицы расчетных усилий.

На основании выполненного расчета строим эпюры моментов для различных схем загружения рамы и составляем таблицу расчетных усилий М, N, Q, d  в сечениях колонны. При расчете прочности рассматриваем три сечения колонны: сечение 1-0 на уровне верха консоли колонны; сечение 1-2 на уровне низа консоли колонны; сечение 2-1 в заделки колонны. В каждом сечении колонны определяем три комбинации усилий; Мmax  и соответствующие N, Q; Мmin и соответствующие N, Q; Nmax  и соответствующие М,Q. При составлении таблицы расчетных усилий рассматриваем две группы основных сочетаний нагрузок с различными коэффициентами условия работы бетона (глава II)[1].В первой группе основных сочетаний учитываем постоянную нагрузку и снеговую при коэффициенте сочетания gI = 1, gb2 = 1. Во второй группе основных сочетаний учитываем постоянную нагрузку и все временные нагрузки в их наиболее невыгодном сочетании при gI =1. Поскольку в эту группу включены крановая и ветровая нагрузки, принимаем gb2=1,1. таблица расчетных усилий приведена в пункте 5.


Примечание к рисунку 4.5: В данном курсовом проекте рассчитывается трех пролетная рама, и так как усилия во второй средней колонне такие же как в первой средней колонне она на рисунке 4.5. не показана.