Выбор элементов для конструктивного расчета

В алгоритмическом арсенале программных комплексов подбор сечений элементов расчетной модели сооружения конечно же имеется. Однако задачей данного учебного пособия служит выработка у студентов умения выполнять анализ НДС пространственного каркаса здания, правильно оценивать его соответствие характеру действующих нагрузок и их сочетаниям. Важно уметь выбирать наиболее нагруженные конструкции каркаса и их отдельные фрагменты, сравнивать их с аналогичными, но с другими внутренними усилиями, понимать, почему это происходит и как разные нагрузки влияют на их НДС. Это необходимо также для оценки правильности назначенных видов профилей и размеров их сечений (Жесткости стержневых элементов) и возможности выполнения конструктивного расчета по формулам актуализированной редакции СП «Стальные конструкции» [10]. чтобы это проверить.

Такой подход не способствует оптимизации проектирования конструкций пространственных каркасов зданий. Однако он может помочь будущему специалисту предотвратить неточности проектирования реальных каркасов или ошибки в создаваемых для этого расчетных компьютерных моделях. К таким ошибкам можно отнести неудачно назначенные узловые сопряжения стержневых пространственных систем, неудачно назначенные группы жесткостей элементов, ошибки в назначениях величин и направлениях действующих нагрузок или их совместных комбинаций. Все эти неточности отражаются на автоматизированном выборе РСУ или автоматизированном подборе сечений элементов.

Выбор элементов с наиболее значимыми внутренними усилиями следует производить отдельно по видам конструкций проектируемого пространственного каркаса здания: колонны, меридиональные ребра, опорное кольцо, верхнее кольцо, промежуточные кольца, связи между колоннами, связи по куполу. Для этого надо произвести предварительный анализ эпюр /V, Му, Мг рассматриваемого каркаса как наиболее влиятельных параметров силового воздействия на его элементы при разных комбинациях нагрузок. Как уже отмечалось в подразд. 3.5, следует определить наиболее невыгодное сочетание усилий N и М, например максимальные по абсолютной величине. При этом не стоит забывать, что продольная сила N может растягивать или сжимать элемент, а изгибающий момент может действовать в разных ПЛОСКОСТЯХ относительно главных осей сечений элементов, Т.е. Му и М,. Кроме того, необходимо обращать внимание на количество элементов с похожими внутренними усилиями.

Следует также помнить, что ординаты показываемых на моделях каркасов эпюр N, Му, М2 в ПК не только не отражают их фактического влияния на НДС, но и не соответствуют полученным при расчете соотношениям абсолютных значений в разных усилиях. Например, наибольшие величины усилий Му и М-, отображающиеся на экране компьютера одинаковыми ординатами эпюр, могут отличаться друг от друга в 10 и более раз.

В этом пособии для схемы каркаса со связями в четырех секторах представлены несимметричные снеговые нагрузки варианта 2 и ветра, условные оси симметрии которых в комбинациях загружений 6 и 7 расположены в плоскости XZ. В то же время и связи также имеют строгое расположение относительно этой же плоскости. В действительности же, условные оси симметрии снеговой нагрузки варианта 2 и ветровой нагрузки могут быть направлены как угодно: во-первых, они могут не совпадать друг с другом и, во-вторых, каждая из них может иметь разное направление по отношению к схеме расположения связей в каркасе. Поскольку в этом пособии не рассматриваются все возможные варианты, то для выбора наиболее нагруженных элементов в запас несущей способности следует воспользоваться и результатами расчета схемы каркаса без связей (см. подразд. 3.6.).

Вернемся к просмотру результатов статического расчета в разделе РЕЗУЛЬТАТЫ дерева проекта. Раскрываем раздел и, установив курсор в пункт Графический анализ, активируем окно постпроцессора.

Начнем с выбора наиболее нагруженного меридионального ребра купола в расчетной схеме каркаса со связями. Здесь следует отметить, что комбинации загружений 2 и 3 (без ветра) близки по усилиям к комбинации загружений 6 и 7 (с ветром) соответственно. Только в первых незначительно (на 1-2 %) больше N, а во вторых — больше (на 10 %) Му. Поэтому отдадим предпочтение комбинациям 6 и 7.

Во вкладке Эпюры усилий инструментальной панели постпроцессора в прокрутке Выбор вида усилия указываем продольную силу Му, а в прокрутке Выбор загружения — комбинацию 6. На панели Фильтры отображения нажмем кнопку Номера узлов и кнопку Информация об элементе, тем самым вызывая одноименное окно и, нажав 1-ю кнопку типа курсора, щелчком мышки отмечаем конкретный стержень ребра купола у плоскости XZ (рис. 3.64). Нажав на кнопку Эпюры усилий, вызываем окно Усилия в элементе, в котором приведены эпюры /V, Му, М-, Q-, Qy и Мк с указанием числовых значений их ординат на концах стержня, номера стержня и вида комбинации загружений (рис. 3.65). Выберем на этом ребре три стержня и выпишем их значения внутренних усилий N, Му, М-, Qz, Qy и Mk- Проделаем то же самое для ребра купола у плоскости KZ в стержнях этих же ярусов с относительно большими моментами Му. Затем в прокрутке Выбор загружения указываем комбинацию 7 и повторим все выполненные ранее процедуры.

Выбор наиболее нагруженного ребра для комбинации 6

Рис. 3.64. Выбор наиболее нагруженного ребра для комбинации 6

Просмотр эпюр ребра в окне Усилия в элементе

Рис. 3.65. Просмотр эпюр ребра в окне Усилия в элементе

Следует заметить, что выбору конкретных ребер купола и их стержней предшествует визуальный анализ значений внутренних усилий N, Му, Mz, Qz, Qy и Мк в стержнях других ребер. Аналогичные действия выполним и с расчетной схемой исследуемого каркаса без связей. Все полученные данные представим в табл. 3.1.

Теперь выберем наиболее нагруженные колонны каркаса в расчетной схеме каркаса со связями. Также во вкладке Эпюры усилий инструментальной панели в прокрутке Выбор вида усилия указываем продольную силу А, а в прокрутке Выбор загружения — комбинацию 6, при которой в колоннах у плоскости XZ в положительной части оси X (подветренная сторона) при несимметричной снеговой нагрузке возникают наибольшие усилия. На панели Фильтры отображения нажмем кнопку Номера узлов и кнопку Информация об элементе, щелчком мышки отмечаем конкретную колонну (рис. 3.66). Нажав на кнопку Эпюры усилий, вызываем окно Усилия в элементе (рис. 3.67) и выписываем значения внутренних усилий N, Му, М:, Q-, Qy и Мк. Здесь следует обратить внимание на то, что в отличие от ребер купола в колонне существенных величин достигает кутящий момент М*.

Повторим эту процедуру с другими выбранными колоннами. Затем в прокрутке Выбор загружения указываем комбинацию 7, при которой в колоннах у плоскости XZ в отрицательной части оси X (наветренная сторона) возникают наибольшие усилия и повторим все процедуры.

Заметим, что выбору конкретных колонн каркаса предшествовал визуальный анализ значений внутренних усилий N, Му, Mz, Qy, Qz и Мк в других колоннах. Аналогичные действия выполним и с расчетной схемой каркаса без связей. Все полученные данные представим в табл. 3.2.

Выбранные усилия в стержнях меридиональных ребер на растянутой стороне)

№ узлов на концах стержней

/V, кН

Му, кН-см

М., кН см

Qz, КН

Qy, кН

Мк, кН-см

Расчетная модель со связями в 4 секторах (+М. внизу, : против часовой стрелки)

Комбинация загружений 6

5-6

-352

57276

-382

-11

0

-6

6-7

-416

54256

-386

-30

0

-8

7-8

-469

43167

-357

-41

-1

-10

195-196

-677

-31831

-526

-6

0

—4

196-197

-588

-34338

-509

19

0

4

197-198

-466

-28612

-430

44

-1

10

Комбинация загружений 7

75-76

-687

-33117

-539

-7

0

-4

76-77

-600

-35939

-540

20

0

4

77-78

-478

-29881

-442

45

-1

11

125-126

-345

59864

-403

-11

0

—6

126-127

-408

56934

-408

-31

0

-9

127-128

-460

45515

-376

-43

-1

-10

Расчетная модель без связей (+МУ внизу, +Л7- против часовой стрелки)

Комбинация загружений 6

5-6

-219

82943

0

-10

0

0

6-7

-304

80800

0

-42

0

0

7-8

-383

65210

0

-67

0

0

25-26

-218

53681

2021

-12

0

26

26-27

-279

49825

1986

-26

1

32

27-28

-333

39970

1702

-37

2

33

46-47

-230

5584

2542

3

1

32

Комбинация загружений 7

125-126

-210

85168

0

-10

0

0

126-127

-295

83181

0

-43

0

0

127-128

-374

67307

0

-69

0

0

145-146

-218

54366

2076

-12

0

27

146-147

-280

50506

2041

-26

1

33

147-148

-334

40535

1752

-38

2

34

166-167

-238

4465

2577

4

1

32

Примечание. Чертой выделены стержни, используемые для конструктивного расчета.

Выбор наиболее нагруженной колонны для комбинации 6

Рис. 3.66. Выбор наиболее нагруженной колонны для комбинации 6

Просмотр эпюр колонны в окне Усилия в элементе

Рис. 3.67. Просмотр эпюр колонны в окне Усилия в элементе

Выбранные усилия в стержнях колонн на сжатой стороне)

№ узлов на концах стержней

N, кН

Му, кН см

М:, кН см

Q:, кН

Qy, кН

Мк, кН см

Расчетная модель со связями в 4 секторах (+MV снаружи, +М. против часовой стрелки)

Комбинация загружений 6

19-20

-411

20890

-2980

-27

-2

-762

9-10

-479

20093

2509

-26

2

734

239-240

-512

14351

7082

-21

6

1559

199-200

-227

-17898

2042

25

2

-1720

69-70

-160

-18219

-1511

30

-1

1609

Комбинация загружений 7

119-120

-508

21405

7641

-28

6

1696

129-130

-481

28902

2694

-38

2

776

139-140

-404

28331

-3227

-33

-3

-862

79-80

-268

-20734

2374

35

2

-1851

189-190

-196

-18184

-1747

30

-1

1800

Расчетная модель без связей (+MV снаружи, +М. против часовой стрелки)

Комбинация загружений 6

19-20

-509

9733

-3146

-18

-3

-1197

9-10

-539

12883

0

-20

0

0

179-180

-293

-10515

-5736

26

-5

-779

139-140

-307

15882

-2997

-23

-2

-345

129-130

-306

18300

0

-29

0

0

Комбинация загружений 7

109-110

-452

9604

7666

-9

6

1833

119-120

-506

20920

4640

-27

4

1335

129-130

-534

25944

0

-36

0

0

169-170

-344

-11064

-6898

23

-6

-823

179-180

-309

-15150

-4138

30

-3

6

Примечание. Чертой выделены стержни, используемые для конструктивного расчета.

Затем перейдем к анализу усилий в кольцах купола, начиная с верхнего. Это удобнее делать во фрагменте, для чего на вертикальной проекции каркаса на ось XZ на панели Визуализация нажмем кнопку Фрагментация «окном» и выделим верхнюю часть купола до 3-го кольца, например при просмотре эпюры Му (рис. 3.68). Нажмем кнопку Подтверждение фрагментации и Восстановить исходное положение схемы на панели Визуализация, а затем, нажав кнопку Номера узлов па панели Фильтры отображения, получим изображение, представленное на рис. 3.69.

Начнем с выбора наиболее нагруженных стержней верхнего кольца, поочередно для комбинации 6, а затем для комбинации 7, указывая их в прокрутке Выбор загружения. Выбор делаем с ориентацией на моменты Му, а затем с ориентацией на моменты М-, указывая их в прокрутке Выбор вида усилия вкладки Эпюры усилий. На панели Фильтры отображения нажмем кнопку Информация об элементе, тем самым вызывая одноименное окно и, нажав 1-ю кнопку типа курсора, щелчком мышки отмечаем конкретный стержень у плоскости XZ (см. рис. 3.69). Повторим эту процедуру с другими стержнями, в том числе и со стержнями у плоскости KZ (рис. 3.70). Аналогичные действия выполним и с расчетной схемой каркаса без связей. Все полученные значения N, Му, Мг, Q-, Qy и Мк представим в табл. 3.3.

3]|сбпчі|. па-[Two З

Д«фориаіуи Д Эпюры усилии

Д Постпроцесори I Группы

&

1

и

'?І.

ъ

21

Л

t.

.'і

lx a.

Рис. 3.68. Выбор фрагмента верхней части купола

Выбор наиболее нагруженного участка верхнего кольца по М

Рис. 3.69. Выбор наиболее нагруженного участка верхнего кольца по Му

Выбор наиболее нагруженного участка верхнего кольца по М

Рис. 3.70. Выбор наиболее нагруженного участка верхнего кольца по М:

Выбранные усилия в верхнем кольце на растянутой стороне)

Таблица 3.3

№ узлов на концах стержней

N, кН

Му, кН-см

М:, кН-см

<2.-, кН

кН

Мк, кН-см

Расчетная модель со связями в 4 секторах (+Л7, внизу, +М. внутри)

Комбинация загружений 6

131-141

-273

-25246

4467

19

16

15

1-11

-154

26294

3155

-13

-5

3

71-81

-297

-17197

-8346

-81

-61

-75

61-71

-245

-9961

-8376

-85

98

-70

Комбинация загружений 7

1-11

-271

-26867

5882

1

-40

7

11-21

-279

-26860

5878

21

30

11

111-121

-132

27833

2071

13

1

-50

191-201

-303

-17600

-7630

-84

-45

-79

Расчетная модель без связей (+Л/Г внизу, : внутри)

Комбинация загружений 6

61-71

-240

-14573

-4405

-121

-10

-60

71-81

-236

-24132

-3499

-105

-20

-73

121-131

-213

40349

2974

48

4

-46

1-11

-212

41846

2976

-17

-6

19

Комбинация загружений 7

121-131

-216

42641

1897

-18

-11

21

131-141

-214

41070

2566

-49

-7

51

ьн

-217

-41976

4884

13

8

12

11-21

-221

-40882

4153

38

22

36

Примечание. Чертой выделены стержни, используемые для конструктивного расчета.

Выбранные усилия во 2-м сверху кольце на сжатой стороне)

№ узлов на концах стержней

N, кН

Му, кН-см

М:, кН-см

Q-. кН

б,, кН

Мк, кН-см

Расчетная модель со связями в 4 секторах (+Л/, вверху, : снаружи)

Комбинация загружений 6

42-52

-71

-12252

-12

-23

0

1

52-62

-71

-12193

-12

5

0

-2

12-22

-67

14754

-12

-32

0

2

2-232

-48

14059

-12

22

0

-2

Комбинация загружений 7

162-172

-70

-12895

-12

-22

0

1

172-182

-70

-12838

-12

9

0

-3

132-142

-66

15583

-12

-35

0

3

122-132

-46

15271

-12

4

0

0

Расчетная модель без связей (-+-Л7, вверху, +М- снаружи)

Комбинация загружений 6

12-22

-91

11019

-12

-31

0

2

2-232

-90

13517

-12

14

0

-1

222-232

-91

11019

-12

31

0

-2

2-12

-90

13517

-12

-14

0

1

Комбинация загружений 7

112-122

-90

14249

-12

15

0

-1

122-132

-90

14249

-12

-15

0

1

102-112

-91

11547

-12

34

0

-2

132-142

-91

11547

-12

-33

0

2

Примечание. Чертой выделены стержни, используемые для конструктивного расчета.

Таблица 3.5

№ узлов на концах стержней

N. кН

Му, кН-см

М:. кН-см

Q:, КН

Qy, кН

Мк, кН-см

Расчетная модель со связями в 4 секторах (+МХ вверху, +М- снаружи)

Комбинация загружений 6

13-23

-99

13706

-40

-23

±1

0

53-63

-79

13461

-40

9

±1

0

183-193

-78

-14644

-40

-64

±1

5

193-203

-116

-14731

-40

13

±1

2

Комбинация загружений 7

73-83

-116

-15136

-40

12

±1

2

63-73

-78

-15048

-40

-65

±1

5

133-143

-98

14472

-40

-25

±1

1

123-133

-79

14210

-40

9

±1

0

Расчетная модель без связей (+Л/> вверху, +М- снаружи)

Комбинация загружений 6

3-13

-91

12537

-40

-11

±1

0

3-233

-91

12537

-40

11

±1

0

13-23

-93

9766

-40

-21

±1

0

223-233

-93

9766

-40

21

±1

0

Выбранные усилия в 3-м сверху кольце на сжатой стороне)

№ узлов на концах стержней

N, кН

Мх, кН-см

М:, кН-см

кН

2у, кН

Мк, кН-см

Комбинация загружений 7

113-123

-91

13213

-40

12

±1

0

123-133

-91

13213

-40

-12

±1

0

103-113

-92

10251

-40

22

±1

0

133-143

-92

10251

-40

-22

±1

0

Примечание. Чертой выделены стержни, используемые для конструктивного расчета.

Теперь в этом же фрагменте купола выберем наиболее нагруженные стержни во втором и в третьем сверху кольцах для комбинации 6, а затем для комбинации 7, ориентируясь на моменты Мх. Аналогичные действия выполним и с расчетной схемой каркаса без связей. Все полученные значения внутренних усилий представим в табл. 3.4, 3.5 соответственно.

Щелкнув по кнопке Исходное отображение схемы на панели Визуализация, вернем общую схему каркаса, нажмем кнопку Фрагментация «окном» и выделим на вертикальной проекции каркаса купол без колонн, нажмем кнопки Подтверждение фрагментации и Восстановить исходное положение схемы, получим изображение, представленное на рис. 3.71. На этом изображении, ориентируясь на N и Мх, выбираем наиболее нагруженные стержни для 4-го, 5-го, 6-го, 7-го и 8-го сверху колец купола. Все значения усилий представим в табл. 3.6-3.10 соответственно.

Выбор наиболее нагруженного участка 8-го сверху кольца для комбинации 6

Рис. 3.71. Выбор наиболее нагруженного участка 8-го сверху кольца для комбинации 6

Выбранные усилия в 4-м сверху кольце на сжатой стороне)

№ узлов на концах стержней

N, кН

Му, кН-см

М-, кНсм

кН

<2v, кН

Мк, кНсм

Расчетная модель со связями в 4 секторах (+47, вверху, +М. снаружи)

Комбинация загружений 6

14-24

-129

12389

-93

-19

±1

0

4-14

-102

12252

-93

И

±1

-1

184-194

-76

-16165

-93

-61

±1

4

194-204

-163

-16245

-93

19

±1

1

Комбинация загружений 7

74-84

-163

-16663

-93

19

±1

1

64-74

-76

-16580

-93

-62

±1

4

134-144

-128

13042

-93

-20

±1

0

124-134

-102

12895

-93

11

±1

-1

Расчетная модель без связей (+МУ вверху, : снаружи)

Комбинация загружений 6

4-234

-98

11641

-93

9

±1

0

4-14

-98

11641

-93

-9

±1

0

224-234

-99

8654

-93

15

±1

1

14-24

-99

8654

-93

-15

±1

-1

Комбинация загружений 7

124-134

-97

12202

-93

-10

±1

0

114-124

-97

12202

-93

10

±1

0

134-144

-99

9053

-93

-16

±1

-1

104-114

-99

9053

-93

16

±1

1

Примечание. Чертой выделены стержни, используемые для конструктивного расчета.

Выбранные усилия в 5-м сверху кольце на сжатой стороне)

Таблица 3.7

№ узлов на концах стержней

N, кН

Мх, кН-см

М-, кНсм

а-, кн

Qy, кН

Мк, кН см

Расчетная модель со связями в 4 секторах (+47, вверху, : снаружи)

Комбинация загружений 6

15-25

-134

10612

-173

-15

±1

-2

5-15

-98

10555

-173

10

±1

0

185-195

-67

-15811

-173

-52

±1

2

195-205

-172

-15883

-173

20

±1

1

Комбинация загружений 7

75-85

-173

-16297

-173

20

±1

1

65-75

-67

-16221

-173

53

±1

2

135-145

-134

11134

-173

16

±1

2

125-135

-99

11073

-173

10

±1

0

Расчетная модель без связей (+47,. вверху, : снаружи)

Комбинация загружений 6

5-235

-96

10351

-173

8

±1

1

5-15

-96

10351

-173

-8

±1

-1

225-235

-97

7426

-173

И

±1

2

15-25

-97

7426

-173

-11

±1

-2

Комбинация загружений 7

125-135

-96

10787

-173

-8

±1

-1

115-125

-96

10787

-173

8

±1

1

135-145

-97

7733

-173

-12

±1

-2

105-115

-97

7733

-173

12

±1

2

Примечание. Чертой выделены стержни, используемые для конструктивного расчета.

Выбранные усилия в 6-м сверху кольце на сжатой стороне)

Таблица 3.8

№ узлов на концах стержней

N, кН

Му, кН-см

М:, кН-см

Q-. кН

б,, кН

Мк, кН-см

Расчетная модель со связями в 4 секторах (+A/V вверху, : снаружи)

Комбинация загружений 6

16-26

-НО

8132

-278

-11

±2

-3

6-16

-72

8117

-278

8

±2

0

186-196

-49

-12799

-278

-37

±2

-1

196-206

-144

-13257

-278

18

±2

1

Комбинация загружений 7

76-86

-145

-13428

-278

17

±2

0

66-76

-48

-13362

-278

-38

±2

1

136-146

-НО

8501

-278

-11

±2

3

126-136

-73

8485

-278

8

±2

0

Расчетная модель без связей (+Л7, вверху, +М. снаружи)

Комбинация загружений 6

6-236

-76

8372

-278

6

±2

1

6-16

-76

8372

-278

-6

±2

-1

226-236

-76

5942

-278

8

±2

3

16-26

-76

5942

-278

-8

±2

-3

Комбинация загружений 7

126-136

-76

8672

-278

-7

±2

-1

116-126

-76

8672

-278

7

±2

1

136-146

-76

6151

-278

-8

±2

-3

106-116

-76

6151

-278

8

±2

3

Примечание. Чертой выделены стержни, используемые для конструктивного расчета.

Выбранные усилия в 7-м сверху кольце на сжатой стороне)

№ узлов на концах стержней

N, кН

Му, кН-см

М., кН см

Q:, кН

Qy, кН

Мк, кН-см

Расчетная модель со связями в 4 секторах (+М, вверху, : снаружи)

Комбинация загружений 6

17-27

-37

5002

-402

-7

±2

-3

7-17

-17

5004

-402

5

±2

0

187-197

-3

-7741

-402

-20

±2

-4

197-207

-57

-7787

-402

10

±2

1

Комбинация загружений 7

77-87

-57

-8062

-402

10

±2

1

67-77

-3

-8016

-402

-21

±2

-4

137-147

-38

5194

-402

-7

±2

-3

127-137

-19

5197

-402

5

±2

0

Расчетная модель без связей (+ЛД вверху, : снаружи)

Комбинация загружений 6

7-237

-9

5792

-402

4

±2

1

7-17

-9

5792

-402

-4

±2

-1

227-237

-9

4247

-402

5

±2

4

17-27

-9

4247

-402

-5

±2

-4

Комбинация загружений 7

127-137

-10

5945

-402

-4

±2

-2

117-127

-10

5945

-402

4

±2

2

137-147

-10

4357

-402

-5

±2

-4

107-117

-10

4357

-402

5

±2

4

Примечание. Чертой выделены стержни, используемые для конструктивного расчета.

Таблица 3.10

Выбранные усилия в 8-м сверху кольце (М на сжатой стороне)

№ узлов на концах стержней

N, кН

Му, кН-см

М:, кН-см

а, кн

<2>, кН

Мк, кН-см

Расчетная модель со связями в 4 секторах (+Л/, вверху, +М. снаружи)

Комбинация загружений 6

18-28

166

1706

-536

-2

±3

-3

8-238

172

1930

-536

2

±3

2

58-68

163

-991

-536

-2

±3

0

198-208

169

-866

-536

2

±3

1

Комбинация загружений 7

58-68

181

-754

-536

-2

±3

-1

78-88

172

-904

-536

2

±3

1

118-128

176

1996

-536

3

±3

2

138-148

169

1727

-536

-2

±3

-4

№ узлов на концах стержней

N, кН

Му, кН-см

М:, кН см

<2.-, кН

<2v, кН

Мк, кН-см

Расчетная модель без связей (ч-Л7, вверху, : снаружи)

Комбинация загружений 6

8-18

163

3028

-536

-2

±3

-2

8-238

163

3028

-536

2

±3

2

18-28

163

2534

-536

-3

±3

-3

228-238

163

2534

-536

3

±3

3

Комбинация загружений 7

118-128

164

3034

-536

2

±3

2

128-138

164

3034

-536

-2

±3

-2

108-118

164

2546

-536

3

±3

4

138-148

164

2546

-536

-3

±3

-4

Примечание. Чертой выделены стержни, используемые для конструктивного расчета.

Наиболее нагруженные стержни опорного кольца купола выберем, ориентируясь как на продольную силу N, так и на изгибающие моменты Му, М-. Это удобнее делать в выделенной цилиндрической части каркаса — колонны вместе с опорным кольцом. Для этого на вертикальной проекции каркаса посредством Фрагментации «окном» панели Визуализация выделим нижнюю часть каркаса в пределах опорного кольца с колоннами. Нажмем кнопку Подтверждение фрагментации и Восстановить исходное положение схемы, затем кнопку Номера узлов на панели Фильтры отображения, получим изображение, представленное на рис. 3.72.

Выбор наиболее нагруженного участка опорного кольца для комбинации 6

Рис. 3.72. Выбор наиболее нагруженного участка опорного кольца для комбинации 6

Выбор начнем с трех стержней кольца у плоскости XZ поочередно для комбинаций нагружений 6 и 7 схемы со связями (см. рис. 3.72), потом перейдем к стержням у плоскости YZ. Дополнительно выберем наиболее нагруженные стержни опорного кольца и для комбинации нагружений 1, поскольку снеговая нагрузка по всей поверхности купола (вариант 1) вместе с постоянной нагрузкой создает наибольший распор, воспринимаемый опорным кольцом. Из-за циклически симметричной нагрузки усилия во всех стержнях кольца одинаковы, поэтому усилия для этой комбинации можно выписывать произвольно. Аналогичные действия выполним и с расчетной схемой каркаса без связей.

Все полученные данные значений внутренних усилий N, Му, Mz, Qx, Q: и Мк представим в табл. 3.11.

Таблица 3.11

Выбранные усилия в опорном кольце на растянутой стороне)

№ узлов на концах стержней

N, кН

Му, кН см

М:, кН см

<2.-, кН

<2v, кН

Мк, кН-см

Расчетная модель со связями в 4 секторах (+Л7У внизу, : внутри)

Комбинация загружений 1

29-39

920

1215

13

±5

0

0

59-69

920

1192

26

±5

0

0

69-79

862

1133

-5

±4

0

0

Комбинация загружений 6

19-29

640

6880

-1336

-7

-3

-6

9-19

676

7487

-570

5

1

0

9-239

732

6842

-648

6

1

4

199-209

703

-4905

1104

7

2

3

189-199

540

-4954

2782

-11

-7

-7

Комбинация загружений 7

139-149

656

7185

-1464

-7

-3

-6

129-139

692

7835

-599

5

1

0

119-129

756

7178

-707

6

1

4

69-79

543

-4953

-2712

-10

-7

-8

109-119

749

5557

-1291

8

3

8

Расчетная модель без связей (+Л/, внизу, : внутри)

Комбинация загружений 1

29-39

924

1188

0

±4

0

0

39-49

924

1188

0

±4

0

0

49-59

924

1188

0

±4

0

0

Комбинация загружений 6

29-39

580

6357

908

-8

-2

-8

19-29

586

8897

-956

-8

-2

-7

9-19

590

10396

-632

6

-1

-3

189-199

565

-2738

211

6

0

4

219-229

580

6357

908

8

2

8

Комбинация загружений 7

149-159

592

6440

1019

-8

-2

-9

139-149

601

9115

-1071

-8

-3

-7

129-139

606

10677

-701

-6

-1

-3

99-109

592

6440

1019

8

2

9

39-49

560

-3804

-436

5

-1

1

Примечание. Чертой выделены стержни, используемые для конструктивного расчета.

В рассматриваемом каркасе здания с купольным покрытием насчитывается одиннадцать (не считая связи) видов конструкций и каждая включает в себя большое количество (несколько десятков) стержней, отличающихся друг от друга разным напряженным состоянием или сочетанием внутренних усилий. Конечно же, определение самого невыгодного их сочетания вручную чрезвычайно трудоемкая задача. Даже из вышеприведенного, весьма ограниченного набора данных (см. табл. 3.1—3.11), определить самое невыгодное сочетание внутренних усилий для разных конструкций каркаса непросто.

Учитывая учебный характер выполняемого в этом пособии проектирования, для проверки сечений будем использовать отдельные визуально отобранные сочетания внутренних усилий N, Му, Mz, Q-, Qy и Мь из числа представленных в табл. 3.1—3.11.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >