Особливості просторової роботи каркасу та її урахування

3. Особливості просторової роботи каркасу та її урахування.

До  лекції  3:    2год ( 3, стор. 269– 274), (8, стор.124 - 125).

ОСОБЛИВОСТІ РОЗРАХУНКУ ПОПЕРЕЧНИХ РАМ

ДІЙСНАРОБОТАКАРКАСАПІДНАВАНТАЖЕННЯМ інаближенийрозрахунокпоперечнихрам

Просторова багатостержнева конструкція каркасу промислового будинку, що сприймає й передає на фундаменти всі навантаження й впливи, при заміні її розрахунковими схемами розчленовується на плоскі системи (поперечні рами й поздовжні конструкції).Це приводить до погрішностей у визначенні зусиль, які при розрахунку сталевих каркасів частково компенсуються наближеним врахуванням просторової роботи каркасу.

Розрахункова схема поперечної рами -це багаторазово статично невизначена наскрізна система із жорсткими вузлами.Загальноприйнято при легких фермах нехтувати жорсткістю вузлів при визначенні зусиль, вважаючи їх шарнірними.Надалі жорсткість вузлів враховується (не повністю) при визначенні розрахункових довжин стержнів ферми.Дослідження дійсної роботи поперечних рам показали, що таке наближення призводить до дуже невеликих погрішностей у величині нормальних сил, що діють у стержнях ферми.Визначення зусиль у системі не дуже складне, але вже на самому початку вимагає знання моментів інерції й площ перерізів всіх стержнів системи.Тому при розрахунку наскрізні колони й ферма замінюються суцільними еквівалентної жорсткості.Одержана розрахункова схема залежно від конструкції сполучення ригеля з колоною може бути із жорсткими або шарнірними вузлами.При невеликих (до 1/8) ухилах верхнього поясу ферм ригель приймається прямолінійним і розміщується в рівні нижнього поясу ферм.При горизонтальних навантаженнях і згинаючих моментах можна знехтувати досить малими кутами повороту верхніх вузлів рами, тобто прийняти ригель безкінечно жорстким.Це наближення скорочує число невідомих.Наближення не дає великих погрішностей, якщо відношення жорсткості ригеля до жорсткості стійки досить велике.

Таким чином, при розрахункові поперечних рам сталевих каркасів промислових будинків використовуються спрощені розрахункові схеми, які різко скорочують трудомісткість розрахунку й приводять до погрішностей, які практично не впливають на результати розрахунку.Однак це можливо тільки при розрахунках певної конструктивної форми, що відповідає системам традиційних каркасів промислових будинків.

Дійсні зусилля в елементах каркаса завжди відрізняються від тих, які визначені навіть по «точній» розрахунковій схемі.Це пов'язано, по-перше, з методами розрахунку, прийнятими в будівельній механіці, а по-друге, з ідеалізованими умовами спирання поперечних рам і сполучень їх елементів.

Зараз у будівельній механіці прийнятий розрахунок по недеформованій схемі. Наприклад, якщо в колоні є нормальна сила, то додатковий момент, що виникає при невеликому зсуві верхнього вузла рами, при визначенні зусиль не враховується.Є методи розрахунку систем по деформованій схемі, при яких система канонічних рівнянь перетворюється в систему диференційних.Приклади використання цих методів для розрахунку систем, схожих на розрахункові схеми поперечних рам, показали, що при навантаженнях, близьких до розрахункових, використання недеформованої схеми дає невеликі погрішності.

Значно сильніше спотворюють характери розподілу зусиль у системі і її переміщення піддатливість фланцевих з'єднань ригеля з колоною і поворот фундаментів при навантаженні рами.Поворот фундаментів зменшує згинаючі моменти в нижній частині колони (при шарнірному спиранні колони момент дорівнює нулю) і збільшують у верхній.Піддатливість кріплення ригеля до колони збільшує моменти в нижній і зменшує у верхній частині колони.Є методи обліку цих обставин дійсної роботи, які використовуються при уточнених перевірочних розрахунках (особливо при рішенні питань реконструкції промислових цехів і проектуванні підсилення конструкцій каркасу).При розрахункові рам нових будинків всі обставини дійсної роботи враховуються побічно введенням коефіцієнтів умов роботи, специфікою визначення зусиль.

Література:

1. Металлические конструкции (под редакцией Е.И.Беленя) М., Стройиздат, 1986 / 510с.

2. Клименко Ф.Є., Барабаш  В.М., Стороженко Л.І. “Металеві конструкції “, Львів, Світ, 2002р./ 312с

3 . Металлические конструкции (по дред.Н.С.Стрелецкого) М., Стройиздат, 1961/776с