29. Связевые каркасы, особенности их работы под нагрузкой. Основы расчёта на вертикальные и горизонтальные воздействия.
Под связевой системой многоэтажного промышленного здания понимают такую компоновку его ж.б. каркаса, когда ветровые и любые другие горизонтальные нагрузки воспринимают междуэтажные перекрытия (которые являются несжимаемыми стержнями) и передают их на жёсткие поперечные вертикальные связи: диафрагмы жёсткости, лестничные клетки, лифтовые шахты, поперечные стены толщиной >120мм или ж.б стены толщиной >60мм. Вертикальные нагрузки воспринимают элементы каркаса.
Вертикальные связи м.б. 3-ёх типов:
Без проёмов (сплошные)
С проёмами
Комбинированные
Различают расчётные схемы связевого каркаса:
А) с проёмными диафрагмами
Б) с проёмными и сплошными д.
В) с разнотипными д.
А Б В
Передачу горизонтальных сил перекрытием на жёсткие поперечные
вертикальные связи обеспечивают надёжным соединением стен стальными анкерами с перекрытиями или с крайними колоннами каркаса на уровне перекрытий. Работа конструктивных элементов зд., решённого по связевой системе на действие ветровых нагрузок происходит в следующей последовательности:
Ветровую нагрузку воспринимают наружные стены (они работают как простые балки пролётом равным высоте этажа)
Опорные реакции от наружных стен воспринимают перекрытия (они работают как простые балки, равномерно загруженные распределённой нагрузкой и пролётом = расстоянию между диафрагмами жёсткости)
Опорные реакции от перекрытий воспринимают диафрагмы жёсткости, которые работают как консольные балки, защемлённые в фундаменте.
Эпюры М, N, f - прогиб от гориз. нагрузки, М по грани проёма :
Конструкцию лестничных клеток и шахт рассчитывают как консольные балки коробчатого сечения. Отношение высоты сечения вертикальной диафрагмы к её длине обычно составляет: h/L =1/4.Расчётную ветровую нагрузку для зданий 12 этажей и более 40 м определяют с учётом динамического воздействия пульсаций скоростного напора, вызванных порывами ветра. Прогибы многоэтажного здания определяют от действия нормативной ветровой нагрузки. Прогиб верхнего яруса ограничивают значением [f] < H/1000. Горизонтальную ветровую нагрузку (увеличивающуюся кверху) при расчёте заменяют эквивалентной равномерно распределённой или эквивалентно распределённой по трапеции.
Ветровую нагрузку определяют по моменту в основании qw=2Mf/H2
где Mf – момент в основании от ветровой нагрузки.
Вертикальную диафрагму с проёмами рассматривают как многоэтажную раму, в которой стойками явл. простенки, а ригели – перемычки. В расчёте связевых систем рассматривается 3 вида моделей:
Непрерывная (контенуальная) – рассматривается как система призматических оболочек. Обычно в зд., имеющих стволы жёсткости.
Дискретное – рассматривается неизменное дискретное расположение вертикальных элементов и связей (усложняет расчёт).
Дискретно-контенуальный – рассматривается дискретное расположение вертикальных элементов, а дискретное расположение перекрытий заменяется контенуальным (оболочками).Перекрытия считаются абсолютно жёсткими в своей плоскости и гибкими в перпендикулярной. К-ны при этом не сопротивляются сдвиговым усилиям.