СТАТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ РАМЫ

Статический расчёт рамы выполнен методом подбора сечений элементов с применением пакета прикладных программ «SCADOffice». В качестве модели принята пространственная модель, учитывающая геометрические параметры и характер распределения нагрузок (собственный вес, вес покрытия, снеговая нагрузка).

Тип схемы: плоская рама (имеет три степени свободы по х, z, uy). В расчетной схеме для всех элементов используется 2 тип КЭ — стержень плоской рамы ( х, z, uy).

Крепления стержней между собой обеспечивается шарнирным соединением ( поворот относительно UY).

Конечно-элементная модель представлена на рисунке 1.

Рисунок 1 – Конечно – элементная модель рамы

Статический расчет выполнен для следующих загружений:

1.            Собственный вес;

2.            Вес покрытия;

3.            Вес перекрытия;

4.            Вес перегородок;

5.            Полезная нагрузка;

6.            Снег на весь пролёт;

7.            Ветер справа;

8.            Ветер в торец

9.            Ветер слева.;

Расчет выполняется по I и II группам ПС.

Результаты расчета оцениваем по сочетаниям усилий:

Таблица 1 — Расчетные сочетания усилий

Коэффициенты при сочетаниях нагрузок принимаются согласно СП [1].

По результатам статического расчета в программном комплексе «SCADOffice» получены значения приведенных напряжений и отклонения системы в виде перемещений.

Расчёт элементов выполняется согласно СП [2]. Сечения подбираются исходя из полученных усилий при центральном сжатии и при действии продольной силы с изгибом.

Расчёт на устойчивость элементов сплошного сечения при центральном сжатии силой N и удовлетворяющих требованиям 7.1 [2], следует выполнять по формуле:

,                                                     (1)

где: N – усилие в элементе, кН;

γ_с =1- коэффициент условий работы, принимается согласно [2];

— коэффициент устойчивости при центральном сжатии, значение которого при следует определять по формуле:

,                                   (2)

Значение коэффициента в формуле (Г.2) следует вычислять по формуле:

 ,                                     (3)

где: — условная гибкость стержня;

=20600 кН/см²;

α и β — коэффициенты, определяемые по таблице 7 [2] в зависимости от типов сечений, α=0,04 и β=0,09.

При значениях для всех типов сечений допускается принимать φ=1,0.

 А – площадь поперечного сечения стержня;

 — расчётное сопротивление стали; так как данная конструкция относится к 2 группе стальных конструкций, то для нее применима сталь С255 по ГОСТ 27772. Согласно приложении В[2] при температуре < -45 С⁰ расчетное сопротивление стали С255 равно=24 кН/см² (по таблице В.5 для стали толщиной от 2 до 20 мм);

Расчёт на устойчивость стержней следует выполнять с учетом требований 7.3.2. При определении гибкости стержней радиус инерции сечения и расчетную длину следует принимать согласно требованиям 10.3.1 и 10.3.3[2]. 

Расчёт прочность элементов сплошного сечения при действии продольной силы с изгибом. следует выполнять по формуле:

≤                                                (4)

где — абсолютные значения изгибающего момента при наиболее неблагоприятном сочетании, кНм;

— момент сопротивления сечения относительно оси х;

Составляющие в формуле 4 аналогичны составляющим в формуле 1.

Все расчёты сводятся в таблицу 2.