Выбор метода и последовательность статического расчета поперечной рамы

Для рам с горизонтальными ригелями в одном уровне и шарнирном сопряжении ригелей с колоннами наиболее удобным является метод перемещении, т.к. в этом случае имеется лишь одно неизвестное — горизонтальное смешение ?1 верха колонн. Основную систему получают введением дополни­тельной связи по направлению этого смещения (рис. 3, а).

Рис. 3.

Расчет рамы по данному методу сводится к определению упругих реакций В, верха колонн от горизонтального смещения ?1 при раздельном последовательном загружении внешней нагрузкой (т.е. с использованием принципа независимости действия сил) и последующему определения усилий M, N, Q в сечениях колонн.

Конструктивный расчет сечений колонн (подбор продольной арматуры) производится на совместное действие этих усилий.

При таком подходе рама рассматривается как упругая линейно деформируемая система с элементами постоянной жесткости (влияние трещин на жесткость колонн не учитывается).

Определение усилий в поперечной раме рекомендуется выполнять такой последовательности:

• 1. Выбирают тип колонн, задаются размерами их сечений, определяют постоянные и временные нагрузки па раму.
• 2. Вычисляют моменты инерции надкрановых I1 и подкрановых I2 частей колони рамы.
• 3. Верхним концам колонн рамы придают горизонтальное смещение ?= 1 (рис. 3, б) и определяют реакции В? колонн в основной системе этого смешения по формуле прил. VIII

4. Находят сумму реакций верха колонн от смещения ?= 1.

5. Для каждого вида загружения рамы внешней нагрузкой (Ng, Ns, Dmax, T, w) определяют реакции Вi в стойках в основной системе (с неcмещаемыми верхними концами) по формулам, приведенным в прил. VIII, и сумму реакций во всех стойках.

6. Для каждого загружения составляют каноническое уравнение метода перемещений, выражающее равенство пулю реакции в дополнительной связи (т.к. в действительности эта связь отсутствует) каркас рама железобетонный балка сdim · · ?i + R1p, i = 0,.

где cdim — коэффициент, учитывающий пространственную работу каркас при действии крановых нагрузок и принимаемый равным 3,4 при шаге 12 и равным 4 при шаге 6 м; при действии остальных нагрузок коэффициент cdim= 1.

7. Из канонического уравнения находят действительное смещение верха колонн для каждого вида загружения.

8. Для каждого вида загружения определяют упругие реакции верха колонн.

Be, i = Bi + ?1, i · B?.

• 9. Определяют усилия М, N, Q в расчетных сечениях колонны, рассматривая её как вертикальную консоль, нагруженную непосредственно приложенной к ней внешней нагрузкой и соответствующей ей (нагрузке) упругой реакцией Be, i. Обычно рассматривают четыре расчетных сечения: I-1 — на уровне верха колонны; II-II — на уровне верха крановой консоли; IIIIII — под крановой консолью; IV-IV — в уровне защемления колонны в фундаменте.
• 10. Составляют таблицу расчетных усилий М, N, Q и для вышеуказанных сечений определяют расчетные сочетания усилий (основные или особые).

Основное сочетание нагрузок (усилий) составляется в двух вариантах, соответствующих различным значениям коэффициента условий работы бетона? b2:

I вариант постоянная + одна временная (наиболее существенная); коэффициент сочетаний для временной нагрузки не вводится;

II вариант постоянная + временная длительная + две и более кратковременных нагрузок; коэффициент сочетании для длительных нагрузок ?1 = 0,95, для кратковременных ?2 = 0,9.

Для каждого сечения колонны устанавливают не менее трех наиболее невыгодных комбинаций расчетных усилий:

• — наибольший положительный момент Мтаx и соответствующие ему продольная N и поперечная Q силы;
• — наибольший по абсолютной величине отрицательный момент Мтin и соответствующие ему N и Q
• — наибольшая продольная сила Nmax и соответствующие ей значения M и Q.

При составлении расчетных сочетаний усилий рассматривают только физически возможные варианты совместного действия различных нагрузок, дающие наиболее невыгодные комбинации. Следует учитывать, что горизонтальные тормозные силы Т входят в сочетания только совместно с усилиями от вертикального давления кранов, а вертикальная крановая нагрузка может приниматься и без горизонтальной. При составлении комбинации Nmax обычно учитывают не только те загружения, которые создают продольное усилие в данном сечении, но и тс, которые увеличивают суммарный момент в этом же сечении (т.е. с учетом знака момента).

При расчете рамы обычно принимают следующее правило положительных знаков:

• — направление горизонтальных сил слева направо и направление момента по часовой стрелке (для внешних нагрузок);
• — смещение колонны вправо;
• — направление горизонтальной реакции опоры верха колонны слева направо;
• — момент, растягивающий волокна слева от оси колонны, и поперечная сила, стремящаяся повернуть соответствующие части колонны вокруг их концов по часовой стрелке (для внутренних усилий).