4. Расчетные схемы и нагрузки

4.1. Расчетные схемы

Расчетные схемы многоэтажных каркасных и панельных зданий устанавливают в зависимости от их конструктивных схем и способа восприятия горизонтальных нагрузок — по рамной, рамно-связевой или связевой системе. Междуэтажные перекрытия рассматривают как жесткие, не деформирующие при изгибе в своей плоскости горизонтальные связевые диафрагмы.

Расчетной схемой многоэтажного многопролетного каркасного здания, работающего по рамной системе, является многоэтажная рама, жесткости ригелей и стоек которой равны соответствующим суммарным жесткостям всех рам здания (рис. 25,а).

Рис. 25. Расчетные схемы (а, б) и перемещения многоэтажной рамы (в)

Расчетные схемы рамно-связевых систем отражают совместную работу многоэтажных рам и различных вертикальных диафрагм: сплошных комбинированных и c проемами (рис. 26). Вертикальные конструкции, в действительности расположенные в здании параллельно друг другу, изображают стоящими рядом в одной плоскости и соединенными стержнями-связями, поскольку горизонтальные перемещения их в каждом уровне равны. Роль стержней-связей между многоэтажной рамой и вертикальной диафрагмой выполняют междуэтажные перекрытия. Эти стержни-связи считаются несжимаемыми и нерастяжимыми. Жесткость вертикальной диафрагмы в расчетной схеме принимают равной суммарной жесткости соответствующих вертикальных диафрагм блока здания.

Рис. 26. Расчетные схемы рамно-связевых систем с диафрагмами

а — сплошной; б — сплошной и комбинированной; в — с проёмами

Расчетные схемы связевых систем отражают совместную работу вертикальных диафрагм многоэтажных каркасных или панельных зданий в различных сочетаниях: сплошных и с проемами, с одним и несколькими рядами проемов (рис. 27). В этих расчетных схемах вертикальные диафрагмы, в действительности расположенные в здании параллельно друг другу, изображаются стоящими рядом в одной плоскости и соединенными стержнями-связями.

Влиянием продольных деформаций ригелей и перемычек ввиду малости значений пренебрегают. Также пренебрегают деформацией сдвига стоек рам и вертикальных диафрагм. Отношение высоты сечения вертикальной диафрагмы к её длине обычно составляет h/H₀<1/4.

В расчетных схемах многоэтажных зданий регулярной структуры с постоянными по высоте значениями жёсткости элементов дискретное расположение ригелей, перемычек, стержней-связей заменяют непрерывным

Рис. 27. Расчетные схемы связевых систем

а — с проёмами; б — с проёмами и сплошными диафрагмами;

в — с разнотипными диафрагмами

(континуальным) расположением, сохраняя дискретное расположение простенков диафрагм. В этой системе сосредоточенные в уровне перекрытий горизонтальные силы заменяют распределенной нагрузкой и расчётную высоту зданий принимают

H = Н₀ п/(п — 0,5), (5)

где Н₀ — высота здания от заделки в основании до оси ригеля верхнего этажа; п — число этажей (при п >16 можно принять Н₀=Н).