Расчет портальных рам и связей между фермами

Портальные рамы. В пролетных строениях с ездой понизу опорные поперечные связи располагаются в плоскости опорных раскосов и образуют с ними и опорными поперечными балками проезжей части портальную раму (рис. 11.8). Она необходима для обеспечения пространственной неизменяемости пролетного строения и передачи горизонтальной поперечной нагрузки с верхних продольных связей между фермами в опорные узлы пролетного строения.

При оценке прочности и устойчивости опорных раскосов от воздействия нагрузок второго сочетания в общем случае, кроме ветра или поперечных ударов подвижного состава, вызывающих изгиб раскосов в плоскости портала, принимают во внимание также их изгиб в плоскости главных ферм от внецентренного приложения тормозных сил.
Точный расчет портальных рам и связей между главными фермами выполняют с использованием вычислительной техники и какого-либо программного комплекса, позволяющего моделировать решетчатое пролетное строение в виде пространственной рамы с приложением расчетных нагрузок в соответствующих узлах.
При эскизном проектировании портальной рамы можно ограничиться учетом только ветровой нагрузки. Приближенный способ определения усилий в элементах портальной рамы от воздействия на нее опорного давления верхних продольных связей главных ферм, вызванного ветровой поперечной нагрузкой, заключается в следующем. Нормативная величина ветрового давления определяется зависимостью

При деформации рамы по схеме, показанной пунктиром на рис. 11.8, расстояние от оси нижнего пояса до точки перегиба опорных раскосов вычисляется следующим образом:

Изгибающие моменты в опорных раскосах (в плоскости портала) от воздействия нагрузки V

Перенос усилия V в уровень перегиба опорных раскосов соответствует приложению в точках 0 горизонтальных сил от нормативного давления ветра:

Расчетное осевое усилие в опорном раскосе при воздействии нагрузок второго сочетания определяется по формуле

Расчет опорного раскоса на прочность от воздействия нагрузок второго сочетания производится по формуле (11.10). Усилия в элементах портальных связей —

Продольные связи между фермами. В элементах связей возникают осевые усилия от следующих нагрузок: вертикальных (постоянной и временной), действующих на пролетное строение, и временной горизонтальной поперечной от давления ветра.
Усилия в элементах связей от вертикальных нагрузок на пролетное строение вызываются продольными деформациями поясов и продольных балок, вовлекающих в работу элементы связей. В продольных связях с крестовой, ромбической и треугольной решетками, не соединенных с продольными балками или соединенных при наличии в них разрывов, усилия в элементах связей от вертикальных нагрузок при приближенным расчете определяются по формулам:
в раскосах крестовой решетки, когда распоркой связей является поперечная балка, —

Усилия в элементах продольных связей с полураскосной решеткой от вертикальной нагрузки можно не учитывать.
Из приведенных формул видно, что для определения усилий необходимо знать площади поперечных сечений диагоналей и распорок связей. Предварительно площади сечений можно назначать по предельным гибкостям этих элементов.

При определении осевых усилий в элементах связей от горизонтального поперечного давления ветра рассматривается шарнирно опертая по концам горизонтальная ферма, загруженная равномерно распределенной ветровой нагрузкой qw (рис. 11.9).
При продольных связях с крестовой решеткой усилие от ветровой нагрузки в одной диагонали, расположенной в панели i фермы связей, определяется по формуле

В качестве расчетного усилия в диагонали принимается большее значение из следующих двух:

Усилия в элементах продольных связей, используемых для включения балочной клетки проезжей части в совместную работу с поясами главных ферм, определяют в результате рассмотрения конкретной горизонтальной фермы, образованной поясами главных ферм, связями и балочной клеткой проезжей части.