21 Работа болтовых соединений при повторных загружениях

Если силы стягивания соединений па болтах нормальной, повы­шенной точности недостаточны и силы внут­реннего трения F преодолеваются в соединении внешними сдвигающими силами, то соединение начинает работать как упругопластическое тело. Если такое соединение довести до развития пластических деформации (преодолеть силы внутреннего трения), а затем разгрузить то пока не будет преодолено внутреннее трение в обратном направлении, разгрузка произойдет по упругому закону (первоначальные остаточные деформации соединения при этом сохранятся). Упругий закон будет распространяться не на разгрузку F, как при первом нагружении, а на 2F что может быть объяснено особенностями природы сухого трения, т. е. соединение при повторных нагружениях и разгрузках сдвигающей силой F, не превышающей удвоенной силы трения 2F, пре­терпев первые неупругие сдвиги, в последующем будет работать упруго. Таким образом, повторные нагружения как бы увеличивают область уп­ругой работы соединения в 2 раза. Это сичьно уменьшает деформативность соединений после первых нагружении. При повторных нагрузках и разгрузках соединения усилием N>2F трение в соединении будет каждый раз преодолеваться и на диаграмме «нагрузка — деформация» образуется петля т истерезиса циклической работы соединения. Если фиксировать только начальную и конечную точки петли гистерезиса, то получается впечатление, что сое­динение работает упруго, но его приведенный модуль упругости Е' меньше модуля упругости материала, т. е. соединение оказывается бо­лее податливым, чем материал конструкции. Естественно, что чем боль­ше силы внутреннего трения в соединении /\ тем больше зона упругой работы соединения и меньше его податливость. Это еще раз показывает желательность увеличения сил стягивания

- диаграмма работы соединения

22) Покажите расчетную схему фахверковой колонны.

Стойки фахверка поперечных или продольных стен в зданиях со стальными стропильными фермами следует крепить, как правило, в уровне верха и низа покрытия (рис. 9, а, в), а в зданиях с железобетонными несущими конструкциями покрытия - в уровне верха покрытия (рис. 9, д). Опирание стоек фахверка и передачу сейсмических нагрузок в уровне низа покрытия здания со стальными несущими конструкциями следует предусматривать в узлах горизонтальных связевых ферм по нижним поясам стропильных ферм. Сопряжение стоек фахверка с конструкциями покрытия должны проектироваться из условия обеспечения возможности независимых перемещений их в вертикальной плоскости.

Рис. 9. Схемы к расчету фахверковых стоек зданий без мостовых кранов (а, б, д, е, ж) и с мостовыми кранами (в, г)

а, в, д - детали разрезов зданий; б, г, е, ж - расчетные схемы стоек; 1 - стальные несущие конструкции покрытий; 2 - железобетонные несущие конструкции покрытий; 3 - фахверковая стойка; 4 - навесные участки стен; 5 - опорные консоли; 6 - подкрановая балка с тормозной конструкцией или переходной крановой площадкой

Фахверковые стойки рассчитываются как внецентренно сжатые элементы с учетом местных сейсмических нагрузок от собственного веса навесных или самонесущих стен (S^c) и стоек (S^k) (рис. 9, б, г, е, ж). Расчетная схема стойки фахверка принимается, как правило, однопролетной при железобетонных несущих конструкциях покрытия (рис. 9, е, ж) и двухпролетной при стальных стропильных фермах (рис. 9, б). При наличии опирания фахверковых стоек на тормозные конструкции, переходные площадки мостовых опорных кранов или непосредственно на подкрановые балки в их расчетных схемах добавляется промежуточная шарнирная опора (рис. 9, г).

Фахверковые стойки, шарнирно соединенные с конструкциями покрытия и защемленные на уровне верха фундаментов, должны рассчитываться на совместное действие усилий, возникающих при перемещении каркаса на величину Δ (см. п. 3.16) и усилий от местных сейсмических нагрузок - S^c и S^k (рис. 9, е).

Расчетные моменты в фахверковых стойках допускается определять с учетом упругого поворота фундамента.

Величина местной сейсмической нагрузки от собственного веса навесных или самонесущих стен определяется по формулам (1) и (2), при этом произведение коэффициентов βηK_ψ принимается как для каркаса соответствующего направления, но не менее 2.

S_ik = K₁K₂S_oik, (1)

где K₁ - коэффициент, учитывающий допускаемые повреждения зданий, принимаемый по табл. 4;

K₂ - коэффициент, учитывающий конструктивные решения зданий, принимаемый по табл. 5;

S_oik - значение сейсмической нагрузки для i-го тона собственных колебаний здания, определяемое в предположении упругого деформирования конструкций по формуле

S_oik = Q_kAβ_iK_ψη_ik, (2)

где Q_k - вес здания

А - коэффициент, значения которого следует принимать равным 0,1; 0,2; 0,4 соответственно для расчетной сейсмичности 7, 8, 9 баллов;

β_i - коэффициент динамичности,

K_ψ - коэффициент, принимаемый по табл. 6;

η_ik - коэффициент, зависящий от формы деформации здания