Определение расчетных сочетаний усилий

Расчет конструкций по предельным состояниям первой и второй групп выполняют с учетом неблагоприятных сочетаний нагрузок или соответствующих им усилий.

В зависимости от учитываемого состава нагрузок различают:

а) основные сочетания нагрузок, состоящие из постоянных, длительных и кратковременных;

б) особые сочетания нагрузок, состоящие из постоянных, длительных, кратковременных и одной из особых нагрузок.

Постоянные нагрузки в любом сочетании принимаются с коэффициентом сочетания ψ = 1.

При расчете конструкций на основные сочетания, содержащие одну временную нагрузку, последняя учитывается без снижения, а при учете двух

Рис. 10. Эпюры M и N от постоянной нагрузки

Рис. 11. Эпюры M и N от снеговой нагрузки

Рис. 12. Эпюры M и N от вертикального давления кранов

(D _max на левой колонне)

Рис. 13. Эпюры M и N от вертикального давления кранов

(D _max на правой колонне)

Рис. 14. Эпюры M и N от горизонтального торможения кранов, приложенного у левой колонны

Рис. 15. Эпюры M и N от горизонтального торможения кранов, приложенного у правой колонны

Рис. 16. Эпюры M и N от ветровой нагрузки (ветер слева)

Рис. 17. Эпюры M и N от ветровой нагрузки (ветер справа)

и более временных нагрузок расчетные значения длительных нагрузок умножаются на коэффициент сочетания ψ ₁ = 0,95, кратковременных – на ψ ₂ = 0,9.

При особом сочетании расчетные значения временных нагрузок умножаются на коэффициенты сочетания: для длительных нагрузок ψ ₁ = 0,95, для кратковременных – ψ ₂ = 0,8, значение особой нагрузки принимается без снижения.

В курсовом проекте особое сочетание нагрузок не рассматривается, длительные нагрузки отсутствуют.

Для определения наиболее невыгодных для расчета элементов рамы (ригеля, колонны) сочетаний нагрузок составляют таблицу расчетных комбинаций усилий в сечениях колонны (см. табл. 12). В таблице приведены комбинации усилий, определенные как при учете только одной кратковременной нагрузки: или снега, или крана, или ветра (ψ = 1), так и при учете двух и более названных кратковременных нагрузок (ψ ₂ = 0,9).

Следует иметь в виду, что учет двух или всех трех кратковременных нагрузок также зависит от соответствия их знака каждому знаку усилия. Если, например, одна из них в рассматриваемом сочетании дает усилие со знаком «–», а определяют комбинацию при + M _max, данная нагрузка, как нагрузка временная, в расчет не принимается. Постоянная нагрузка берется в расчет со своим знаком всегда, даже в случае, когда знак ее усилия не совпадает с искомым знаком расчетного усилия. Например, в табл. 12 при определении максимального положительного момента и соответствующей нормальной силы в сечении 5-5 приведено сочетание постоянной и временной ветровой нагрузок, несмотря на то, что оно дает отрицательный момент из-за большого значения отрицательного момента от постоянной нагрузки.

Обычно для каждого рассматриваемого сечения колонны определяют следующие комбинации усилий:

+ M _max и N_соот – наибольший по величине положительный изгибающий момент при определенном сочетании нагрузок и при этом же сочетании значение соответствующей нормальной силы;

– M _max и N_соот – наибольший по величине отрицательный изгибающий момент и значение соответствующей нормальной силы;

– N _max и + M_соот – наибольшая величина нормальной сжимающей силы при соответствующем положительном изгибающем моменте;

– N _max и – M_соот – наибольшая величина нормальной сжимающей силы при соответствующем отрицательном изгибающем моменте.

Для получения наибольшего возможного соответствующего положительного или отрицательного момента при наибольшей сжимающей силе – N _max (комбинация усилий – N _max и ± M_соот) нормальными силами, возникающими в колонне от поперечного торможения кранов и ветра ввиду их относительной малости можно пренебречь, приняв их за нуль. Усилия от поперечного торможения кранов прикладывают на одну колонну рамы независимо от места нахождения тележки с грузом, а направление торможения может быть как в одну, так и в другую сторону.

Для расчета анкерных болтов в нижнем сечении колонны (в месте узла сопряжения базы колонны с фундаментом) составляют дополнительные комбинации усилий. Эти комбинации предполагают получить наименьшую нормальную силу при наибольших возможных изгибающих моментах, чтобы растягивающее усилие в анкерных болтах было максимальным. Так как уменьшение постоянной нагрузки ухудшает условия работы анкерных болтов (она прижимает базу колонны к фундаменту), значение постоянной нагрузки учитывают с коэффициентом надежности по нагрузке γ_f = 0,9.

Таблица 12

Расчетные усилия при невыгодных сочетаниях нагрузок

Усилия
Вид комби- нации	Коэф- фициент сочета- ния ψ		Сечение 1-1	Сечение 2-2	Сечение 3-3	Сечение 4-4	Сечение 5-5
M, кН·м	N, кН	Q, кН	M, кН·м	N, кН	Q, кН	M, кН·м	N, кН	Q, кН	M, кН·м	N, кН	Q, кН	M, кН·м	N, кН	Q, кН
+ M max, Nсоот	№ на- грузки		1, 4, 5	1, 7	1, 3, 5	1, 3, 5	1, 7
			-1573	-0,7	28,2	-863,3	17,3	333,4	-518,6	-124,7	277,8	-518,6	-124,7	-100,7	-508,0	-36
№ на- грузки		1, 2, 4, 5, 8	–	1, 3, 5, 7	1, 3, 5, 7	1, 3, 6, 7
	0,9		-2059	-191,2	–	–	–	322,3	-508,0	-85,9	473,6	-508,0	-90,9	70,9	-508,0	-116,2
– M max, Nсоот	№ на- грузки		1, 7	1, 3, 5	1, 2	1, 2	1, 4, 6
		-519,7	-863,3	64,0	-1018	-2984	-124,7	-325,7	-1125	-31,8	-382,4	-1125	-31,8	-705,0	-536,4	-106,8
№ на- грузки		1, 3, 5, 7	1, 2, 3, 5, 8	1, 2, 8	1, 2, 4, 5, 8	1, 2, 4, 6, 8
	0,9	-890,1	-2763	44,8	-1005	-3328	-159,7	-338,4	-1075	-59,6	-583,1	-1090	-139,8	-1079	-1090	-129,6
–N max, + Mсоот	№ на- грузки		1, 3, 5	1, 3, 5	1, 2	1, 2	1, 2
		628,1	-2984	-124,7	-824,4	-2984	-124,7	-325,7	-1125	-31,8	-382,4	-1125	-31,8	-547,8	-1125	-31,8
№ на- грузки		1, 2, 3, 5, 8	1, 2, 3, 5, 7	1, 2, 3, 5, 7	1, 2, 3, 5, 7	1, 2, 3, 6,7
	0,9		-3328	-191,2	-762,5	-3307	-102,4	188,6	-1074	-102,4	158,4	-1052	107,4	-176,2	-1052	-105,1
–N max, – Mсоот	№ на- грузки		1, 3, 5	1, 3, 5	1, 2	1, 2	1, 2
		-292,8	-2984	-124,7	-1018	-2984	-124,7	-325,7	-1125	-31,8	-401,4	-1125	-31,8	-547,8	-1125	-31,8
№ на- грузки		1, 2, 3, 5, 7	1, 2, 3, 5, 8	1, 2, 4, 5, 8	1, 2, 4, 5, 8	1, 2, 4, 6, 8
	0,9	-695,2	-3307	-60,3	-1005	-3328	-159,7	-294,6	-1090	-143,6	-583,1	-1090	-139,8	-1079	-1090	-129,6

Определяем расчетные усилия для расчета анкерных болтов (усилия N и М от постоянной нагрузки принимаются из табл. 11 с коэффициентом 0,9 / 1,1 = 0,8, здесь 1,1 – отношение расчетной постоянной нагрузки к ее нормативному значению):

Поиск по сайту: