- •1. Общие сведения о расчетных моделях
- •1.1. Расчетные модели и схемы конструктивных систем
- •1.2. Геометрическая неизменяемость систем
- •1.3. Статически определимые и неопределимые системы
- •1.4. Неразрезные балки и рамы
- •2. Нагрузки и воздействия на конструкции
- •2.1. Определение нагрузок на конструкции
- •2.2. Нагрузки от веса конструкций и грунтов
- •Средние плотности строительных материалов (ρ,кг/м3)
- •Сбор нагрузок на плиту покрытия
- •2.3. Горизонтальная нагрузка от воды и сыпучих материалов
- •Средние углы внутреннего трения и удельные веса грунтов и пшеницы
- •2.4. Полезные нагрузки
- •2.5. Нагрузки от оборудования, складируемых материалов и изделий
- •2.6. Нагрузки от транспортных средств
- •2.7. Нагрузки от мостовых и подвесных кранов
- •2.8. Снеговые нагрузки
- •2.9. Ветровая нагрузка
- •3. Метод предельных состояний
- •3.1. Сущность метода
- •3.2. Нормативные и расчетные значения прочностных характеристик материалов
- •3.3. Нормативные и расчетные значения нагрузок
- •3.4. Учет условий работы
- •3.5. Учет ответственности зданий и сооружений
- •4. Расчет конструкций по предельным состояниям
- •4.1. Порядок расчета
- •4.2. Схематизация опор
- •4.4. Сбор нагрузок
- •Сбор нагрузок на ригель
- •4.5. Определение расчетных усилий
- •4.6. Конструктивные расчеты
- •5. Принципы выбора расчетных схем конструкций зданий и сооружений
- •5.1. Конструктивные системы зданий
- •5.2. Расчетные схемы оснований
- •5.3. Расчетные схемы бескаркасных зданий из бетонных и железобетонных конструкций
- •5.3.1. Классификация расчетных схем
- •5.3.2. Монолитные и сборно-монолитные здания
- •5.3.3. Объемно-блочные здания
- •5.4. Расчетные схемы каркасных зданий
- •5.4.1. Железобетонные каркасные гражданские здания
- •5.4.2. Промышленные здания с железобетонным каркасом
- •5.4.3. Промышленные здания с металлическим каркасом
- •5.5. Расчетные схемы каменных и армокаменных конструкций
- •5.5.1. Здания с жесткой конструктивной схемой
- •5.5.2. Здания с упругой конструктивной схемой
- •5.6. Деформационные швы
- •Мостовые и подвесные краны различных групп режимов работы
- •Предельные значения крановых нагрузок
- •Схемы снеговых нагрузок и коэффициенты "μ"
- •2.1. Здания с односкатными и двускатными покрытиями
- •2.2. Здания со сводчатыми и близкими к ним по очертанию покрытиями
- •2.3. Здания с продольными фонарями, закрытыми сверху
- •3.2. Прямоугольные в плане здания с двускатными покрытиями
- •3.3. Прямоугольные в плане здания со сводчатыми и близкими к ним по очертанию покрытиями
- •Значения опорных реакций и максимальных изгибающих моментов для однопролетных балок
- •Двутавры стальные горячекатаные с параллельными гранями полок
- •Швеллеры стальные горячекатанные (гост 8240-97)
- •Коэффициенты устойчивости φ для сжатых стержней
- •Библиографический список
- •Оглавление
1.2. Геометрическая неизменяемость систем
Общая устойчивость и пространственная жесткость здания зависят от взаимного сочетания и расположения конструктивных элементов, прочности узлов соединений и т.д.
Устойчивостью здания называют его способность противодействовать усилиям, стремящимся вывести здание из исходного состояния статического или динамического равновесия.
Пространственная жесткость несущего остова — это характеристика системы, отражающая ее способность сопротивляться деформациям (сохранять геометрическую неизменяемость формы).
Сооружение называется геометрически изменяемым в пространстве, если оно теряет форму при действии нагрузки. Например, геометрически изменяемым является шарнирный четырехугольник. Превращение четырехугольника в геометрически неизменяемую систему можно осуществить двумя способами: ввести один диагональный стержень (связь) между узлами или заменить узел шарнирного соединения стержней на жесткий.
Систему (схему), полученную первым способом, называют связевой (по наименованию диагонального стержня, именуемого связью), вторую систему - рамной.
С помощью этих способов можно придать геометрическую неизменяемость любой многопролетной системе, состоящей из ряда стоек, шарнирно связанных с ригелями и с основанием. В многопролетной системе достаточно установить связи в одном из пролетов, чтобы система стала геометрически неизменяемой. В многоэтажной системе неизменяемость элементов следующего этажа достигается установкой связей в одном из пролетов.
Понятие «геометрическая неизменяемость» тождественно понятию «пространственная жесткость», принятому в строительной практике. Соответственно связи именуют «связями жесткости».
Геометрическая неизменяемость систем кроме диагонального стержня обеспечивается и другими способами: введением диафрагмы жесткости, ядер жесткости и т. п.
Например, если в шарнирный четырехугольник вставить без зазоров панель (диафрагму) так, чтобы она воспринимала сдвиговые усилия и моменты в своей плоскости, то есть являлась жестким диском, то ее роль равносильна роли диагонального стержня. Такой же эффект получится, если шарнирную систему соединить с плоской стенкой, пилоном и т. п.
Таким образом, существуют два способа обеспечения жесткости плоских систем - по рамной и по связевой схемам. Комбинируя их при расположении элементов несущего остова в обоих направлениях здания, можно получить три варианта пространственных конструктивных схем здания: рамную, рамносвязевую, связевую.
Рамная схема представляет собой систему плоских рам (одно- и многопролетных; одно- и многоэтажных), расположенных в двух взаимно перпендикулярных (или под другим углом) направлениях — систему стоек и ригелей, соединенных жесткими узлами при их сопряжениях в любом из направлений.
Рамно-связевая схема решается в виде системы плоских рам, шарнирно соединённых в другом направлении элементами междуэтажных перекрытий. Для обеспечения жесткости в этом направлении ставятся решетчатые связи или стенки (диафрагмы) жесткости. Плоские рамы удобнее устанавливать поперек здания.
Связевая схема наиболее проста в осуществлении. Решетчатые связи, или диафрагмы жесткости между колоннами, устанавливаются через 24-30 м, но не более 48 м и в продольном, и в поперечном направлениях; обычно эти места совпадают со стенами лестничных клеток.
Рамная схема из-за трудоемкости применяется редко, в основном в сейсмичных районах и в зданиях, в которых на большом протяжении не допускается установка стен, перегородок и других преград. В производственных зданиях в основном применяют рамно-связевую схему: вертикальные нагрузки воспринимаются жесткими рамами, а горизонтальные нагрузки в продольном направлении - связями, лестничными клетками, шахтами лифтов.
В стеновых и комбинированных конструктивных системах для обеспечения пространственной жесткости обычно применяют связевую схему. При этом пространственная жесткость обеспечивается внутренними поперечными стенами, в том числе и стенами лестничных клеток, соединяющимися с продольными наружными стенами, а также междуэтажными перекрытиями, связывающими стены и расчленяющими их по высоте на ярусы.
Связевый каркас применяется и в одноэтажных промышленных зданиях и состоит из поперечных рам, в которых колонны защемлены в фундаментах и шарнирно соединены с балками или фермами покрытия. Геометрическую неизменяемость системы обеспечивают связи жесткости, устанавливаемые между колоннами и ригелями каркаса.