Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
С-8 Лекция 12(28) Расчёт несущих систем.doc
Скачиваний:
0
Добавлен:
01.07.2025
Размер:
1.48 Mб
Скачать

Лекция 12(28)

5. Рамные системы

5.1. Сдвиговая жесткость многоэтажной рамы

Расчет горизонтальных перемещений, как показали исследования, можно выполнять инженерным методом— допустив равенство углов поворота узлов яруса много­этажной рамы и приняв соответствующую расчетную схему, изображенную на рис. 25,б, в которой s — сумма погонных жесткостей стоек этажа; r — сумма жесткостей ригелей этажа, деленная на усредненный пролет ригелей lbm (возможна сумма погонных жесткостей ри­гелей этажа); l — длина стойки; п — число этажей.

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

Перемещения многоэтажных рам от горизонтальных нагрузок, приложенных одновременно по всем этажам

Перемещения рамы при числе этажей п 6, если принять во внимание, что ярусные поперечные силы

можно определить как сумму поэтажных линейных перекосов (взаимных смещений концов стоек):

(7)

(8)

(9)

где ciлинейный перекос яруса от единичной силы, приложенной в одном из верхних этажей.

Для многоэтажной рамы регулярной структуры с постоянными по высоте погонными жесткостями s, r и одинаковой высотой этажей l линейный перекос от F=1 можно найти умножением самой на себя эпюры моментов на заштрихованных участках (см. рис. 25, б. Тогда

(10)

После перемножения эпюр получают

(11)

Сдвиговая жесткость многоэтажной рамы это горизонтальная сила К, при которой угол перекоса равен единице (см. рис. 28, в):

Отсюда (12)

или (13)

При числе этажей п 6 применяют дискретно-континуальный метод, согласно которому сосредоточенная нагрузка заменяется распределенной р(х), сосредоточенные по высоте связи (ригели) — распределенными, а суммирование в (9) — интегрировании. Тогда перемещение

(14)

где Q0 — поперечная сила от распределенной нагрузки; х — коорди­ната горизонтального сечения рамы.

Последовательным дифференцированием выражения (14) находят:

(15)

(15,а)

Следовательно, при изгибе многоэтажной рамы зависимость между горизонтальным перемещением и поперечной силой выражается первой производной, а кривизна у" с точностью до постоянного множителя К равна внешней нагрузке со знаком минус.

Линия 1 общего изгиба стоек (эпюра смещений ярусов рамы) обращена вогнутостью в сторону начального положения как у системы, работающей на сдвиг, а линия 2 местного изгиба стоек располагается вокруг линии 1, отклоняясь в пределах каждого этажа в ту и другую сторону (рис. 28). В случаях, когда

Рис. 28. Перемещения многоэтажной рамы

1 — линия общего изгиба стоек многоэтажной рамы; деформирующейся как сдвиговая система; 2 линия местного изгиба стоек; 3 — линия общего изгиба стоек с жесткостью, значительно превышающей жесткость ригелей; 4 — то же местного изгиба

стойки обладают жесткостью, значительно превышающей жесткость ригелей, характер их общего изгиба меняется — см. линию 3; при этом поперечная сила — By'", зависящая от суммарной изгибной жесткости стоек , становится весьма существенной. Кроме того, под влиянием деформаций удлинения и укорочения крайних стоек от продольных сил N происходит изгиб рамы как вертикальной консольной конструкции, у которой расстояние между крайними стойками-поясами равно b, а изгибная жесткость — В0. В средних стойках многопролетной рамы с малоотличающимися пролетами продольные силы незначительны, так как они равны разности поперечных сил ригелей. Дополнительный угол поворота стоек от момента продольной силы в вертикальной конструкции M=Nb в предположении плоского поворота рамы

Тогда выражение поперечной силы при учете деформаций стоек от продольных сил

(16)