По существу они различаются не собственно вычислительными методами (это прерогатива строительной механики), но отношением к нагрузкам. В плоскостном подходе все собранные нагрузки передаются раме (любой, кроме торцевых), воспринимающей их индивидуально. При рассмотрении же каркаса в качестве единого конструктивного комплекса (чем он фактически и является) легко заметить, что распределенные нагрузки – постоянные, снеговые и ветровые (фасадные) – действуют на все рамы и одновременно и одинаково, а локальные нагрузки – крановые – действуют непосредственно только на одну раму. Причем, эта рама связана с соседними несущими конструкциями кровли (например, ж-б плитами) в покрытии, продольными связями по нижним поясам ферм в шатре, тормозными конструкциями на уровне верхних поясов подкрановых балок. Горизонтальная жесткость этих ‘‘связей’’ различна (они перечислены в последовательности ее убывания), различна и степень подключения соседних рам к нагруженной непосредственно, но в любом случае их учет позволяет перераспределить воздействие, снизив тем самым локальные (крановые) нагрузки на рассчитываемую раму.
IV.1. Особенности расчета рамы
Особенности расчета, а точнее применения классической строительной механики, рассмотрим на примере однопролетной рамы, для простоты и привязываясь к курсовому проекту.
Обычно однопролетная рама металлического каркаса имеет жесткое сопряжение ригеля с колоннами, жесткую заделку колонн в фундаментах и является трижды статически неопределимой. Неизвестными параметрами являются:
для метода сил – усилия M, N, Q в любом ее сечении;
для метода перемещений – горизонтальное смещение ригеля и углы поворота верхних узлов.
Чтобы выбрать более удобный для решений метод обратим внимание, что:
1) соотношение жесткостей (моментов инерции) участков постоянного сечения: надкрановой части колонны – J2, подкрановой части колонны – J1, ригеля – Jр – по осредненной статистике выглядит следующим образом
J2: J1: Jр = 1: (7…12): (25…40)
2) нагрузки действующие на ригель (постоянная, снеговая), - симметричные относительно середины пролета.
С учетом этого заметим, что при одних воздействиях (например, постоянными или снеговыми нагрузками) смещения ригеля не будет, а углы поворота верхних узлов рамы будут одинаковы по величине и различны по знаку – следствие симметрии; при других воздействиях (например, ветровыми или крановыми нагрузками) смещение ригеля наблюдаться будет, а вот повороты верхних узлов практически отсутствуют – следствие относительно высокой жесткости ригеля (Jр/ J2 = 25…40). В конечном счете при любых воздействиях мы имеем только одно неизвестное метода перемещений, поэтому именно этот метод наиболее удобен в применении к расчету рам рассматриваемого вида.
IV.2. Учет пространственной работы каркаса
Как указано во вводной части этого раздела пространственность каркаса способствует перераспределению локальных (в нашем случае крановых) нагрузок между соседними рамами. Здесь, как обычно, не обойтись без некоторых условностей и упрощений облегчающих и конкретизирующих сам расчет. В частности принято, что ж-б плиты покрытия, за счет своей неизменяемости в горизонтальной плоскости и приварки к ригелям рам не менее чем в трех точках, в комплексе образуют абсолютно жесткий горизонтальный диск. Для уточнения крановых нагрузок на ‘‘расчетную’’ раму их удобно заменить некоторой обобщенной горизонтальной силой – Р, приложенной в уровне нижних поясов ригелей ко второй от торца температурного блока, например рис. 27, как раз и являющуюся в этом случае расчетной: Р – обобщенная крановая нагрузка; е – расстояние расчетной рамы до центра блока (эксцентриситет приложения Р); М=Р*е – момент сопровождающий перенос Р в центр блока; n – число рам в блоке; к – число пар рам, равноотстоящих от середины блока. Под действием Р (в центре блока) диск покрытия и рамы будут смещаться одновременно и одинаков, поэтому можно говорить о равномерном распределении Р между всеми рамами блока, в том числе и расчетной, т.е
Р1=Р/n
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.