2011 МОК ПиРВЗ А.Д. Келемешев

Международная образовательная корпорация Активный раздаточный материал «Проектирование и расчет высотных зданий» Факультет общего строительста 1 - кредит Седьмой семестр Лекция №8 «Особенности расчета связевых 2011-2012 учебный год и рамно-связевых систем» Ассоц. проф., к.т.н., Келемешев Алпысбай Джумагалиевич

Краткое содержание лекции

Особенности расчета колонн, ригелей и балок перекрытий. Особенности расчета стальных связевых конструкций. Распределение горизонтальной нагрузки в связевой системе. [2] с. 486-497.

Колонны, не входящие в связевую конструкцию, испытывают про­дольные силы от вертикальных нагрузок и относительно небольшие из­гибающие моменты.

Если про­дольная сила в ригеле зависит от перелома осей нескольких колонн (рис. 22.7,г), то согласно ее можно определить по суммарной силе

где n - число учитываемых колонн, е_n=0,01n^-1/3 — вероятное значение угла перело­ма n колонн.

При одинаковых продольных силах в колоннах . Аналогичное правило, ввиду отсутствия более обоснованных данных, мож­но принять для суммирования условных поперечных сил в колоннах если их учитывают взамен сил Т. На действие силы T₀ (или (Qо_усл) необходимо проверить как сече­ния ригелей и балок, так и узлы их прикрепления к колоннам и связевым конструкциям.

В приближенном расчете решетчатая конструкция заменяется экви­валентной по жесткостным характеристикам сплошной конструкцией, в сечениях которой и определяют обобщенные внутренние усилия (про­дольные N₀ и поперечные Q_0x, Q_оу силы, изгибающие М_0х, М_0у и крутя­щие М_кр моменты); при необходимости (рис. 22.8) должна быть рас­крыта статическая неопределимость заменяющей сплошной конструк­ции. По обобщенным усилиям обычными приемами определяют продоль­ные силы в поясах (колоннах), распорках (ригелях) и раскосах связевой конструкции, при этом в пространственных фермах предварительно распределяют обобщенные поперечные силы и крутящий момент по плоским граням такими же способами, как в решетчатых башнях вы­сотных сооружений.

Приближенный расчет многопоясной, внутренне статически неоп­ределимой плоской фермы (рис. 22.9) можно выполнить так:

1. усилие N₀ распределить между колоннами пропорционально пло­щади их поперечных сечений;

2. по аналогии с консольным способом расчета рам продольные си­лы в колоннах от изгибающего момента Мо_х определить по формуле (22.5), сдвигающие силы T_v между колоннами - по формуле (22.6) или через поперечную силу Q_0x по формуле (22.7);

3) соответствующие усилия в раскосах фермы вычислить по формуле эти усилия могут быть и растягивающими, и сжи­мающими в зависимости от направления раскоса и ветровой нагрузки;

4) продольные силы в ригелях-распорках установить из условия равновесия узлов фермы.

Рассмотрим систему из нескольких связевых конструкций (рис. 22.10), объединенных жесткими перекрытиями, пренебрегая собствен­ной изгибной жесткостью колонн, расположенных вне связевых конст­рукций. Предполагаем, что соотношение жесткостных характеристик в системе, установленное для некоторого уровня, например нижнего, не изменяется с высотой.

Для поперечного сечения i-й связевой конструкции вводятся собст­венные геометрические характеристики: J_xi, J_yi -осевые моменты инерции; J_ki -момент инерции свободного кручения; J_wi — момент инерции изгибного кручения.

Момент инерции изгибного кручения для стволов открытого дву­таврового сечения (индекс i опущен):

ствол со сплошными стенками (рис. 22.11, а)

ствол с решетчатыми стенками (рис. 22.11,6)

где γ_B — угол сдвига фермы шириной В_с,

определяемый по формулам (22.22 )- (22.25); Н — высота ствола.

Момент инерции свободного кручения для стволов замкнутого пря­моугольного сечения равен:

ствол со сплошными стенками (рис. 22.11, в)

ствол с решетчатыми гранями (рис. 22.11, г)

где γ_B, γ_L — углы сдвига ферм-граней шириной В_с, Lc; G — модуль сдвига, для стали и бетона G≈0.4E.

Геометрические характеристики связевых конструкций из разных материалов приводят к одному материалу умножением на отношение модулей упругости. Влияние проемов в стволах со сплошными стенка­ми учитывают способами.

Для основных рамно-связевых систем устанав­ливают прежде всего распределение нагрузок между ее связевой и рамной частью.

При расчете системы на изгиб используют плоскую расчетную схе­му (рис. 22.12), в которой разнотипные конструкции соединены шарнирно прикрепленными стержнями, заменяющими жесткие диски пе­рекрытий. Так как формы изгиба отдельных независимо работающих конструкций различны, при их объединении в систему возникают силы взаимодействия, обеспечивающие одинаковые горизонтальные переме­щения конструкций на любом уровне. Эти силы и соответствующее им распределение нагрузки можно установить на основе дискретной схе­мы, учитывая все связи-перекрытия или их часть, или из расчета дис­кретно-континуальной расчетной схемы. Аналогичный подход ис­пользуют для расчета системы на кручение.