книги из ГПНТБ / Вопросы сейсмостойкого строительства [сборник статей]

путем расчета в численном виде балок, лежащих на преры­ вистом упруго,м основании, при единичных перемещениях и грузовых воздействиях.

Принимается следующий порядок расчета каркасно-ка­ менных стен.

1.Выбирается основная система.

2.Определяются коэффициенты апк и Л пр канонических уравнений (4), для чего строятся эпюры моментов основной

системы от единичных перемещений и внешней нагрузки. При этом элементы системы рассматриваются как балки на упругом основании. Построение эпюры моментов от внешней нагрузки следует начинать с определения опорных моментов

где 2Р — суммарная вертикальная нагрузка на верхний ри­ гель;

R — опорная реакция ригеля.

За счет перераспределения усилий с заполнения на стой­ ки в пределах этажа нагрузка Nb передаваемая на нижерасположенный ригель заполнением верхнего этажа, со­ ставит:

где Т — суммарное сдвигающее усилие между стойками и заполнением данного этажа **.

Основываясь на экспериментальных данных, представлен­ ных на рисунках 3, 8, характер распределения нагрузки Ni па длине ригеля можно принять равномерным.

В случае расчета несущих стен на рассматриваемый ри­ гель будет передаваться постоянная (G) и временная (V) нагрузки от перекрытия данного этажа. Таким образом, на второй (считая сверху) ригель рамы будет воздействовать нагрузка, равная:

Далее расчет продолжается в описанной последовательности..

* Справедливо для случая симметричного загружения ригеля.

** Методика определения усилия Т изложена в разделе 4 настоящей' статьи.

144

Для нахождения значений коэффициента Апр достаточно определить опорные моменты ригелей, а для построения эпюр изгибающих моментов необходимо произвести полный расчет каждого ригеля, используя известные методы строи­ тельной механики.

3. Решая канонические уравнения в численном виде, полу чим значения перемещений (X*) по направлению введенных связей. Умножая эпюры моментов от единичных перемеще­ ний на соответствующие значения Х { и складывая их с эпю­ рой моментов от нагрузки, построим суммарную эпюру мо­ ментов. В качестве примера на рисунке 14 приведены эпюры моментов для рамы стенки П-2, построенные без учета и с учетом заполнения. Как видно, они существенно отличаются друг от друга.

При построении эпюр перерезывающих сил Q в ригелях каждый ригель рассматривается как балка на упругом осно­ вании с шарнирными опорами и моментами на концах.

У й э т а ж

тем суммирования усилия в основании стойки вышележаще­ го этажа, опорной реакции ригеля, проходящего над рас­ сматриваемым сечением стойки, и усилия Т в этом сечении.

ригелей стенки П-2, обнаружившие близкую сходимость с соответствующими экспериментальными эпюрами (рис. 15).

При проверке прочности стенового заполнения последнее рассчитывается как пластинка в плоско-напряженном состоя­ нии. Напряжения в пластинке могут быть определены ме­ тодом сетск [2, 10] с использованием ЭВМ.

146

4.УЧЕТ СЦЕПЛЕНИЯ МЕЖДУ ЗАПОЛНЕНИЕМ

ИСТОЙКАМИ КАРКАСА ПРИ ДЕЙСТВИИ ВЕРТИКАЛЬНОЙ НАГРУЗКИ

ВКАРКАСНО-КАМЕННЫХ СТЕНАХ

Для определения усилия Т, передаваемого с заполнения на стойку (либо наоборот) в пределах этажа, используем тео­ рию составных стержней [1, 9].

В общем случае в составном стержне рассматриваются связи двух видов: поперечные и связи сдвига. Принимая во внимание опыты по сцеплению в кладках [8], поперечные связи принимаем абсолютно жесткими. Это допущение при­ водит к упрощению расчетных формул без существенного ущерба для точности расчета [9].

Применительно к конструкции испытанных образцов стен составной стержень может быть представлен как заполнение с примыкающими к нему стойками в пределах одного эта­ жа (рис. 16 а).

Рнс. 16. Эпюра сдвигающего усилия Т по контакту стойки с заполнением

где Т — сдвигающая сила по линии стыка;

у — обобщенная характеристика жесткости горизонталь­ ных сечений стойки и заполнения;

147

А — разность относительных деформаций в стойке я заполнении без учета связи между ними;

е — жесткостная характеристика стыкового соединения стойки и заполнения.

где Еь Е2 — модули упругости соответственно стойки и заполнения;

F], F2 — площади сечений соответственно колонны и за­ полнения.

Значение Л определяется по формуле:

где Сь С2 — произвольные постоянные, определяемые гра­ ничными условиями;

£ — вспомогательная переменная, по которой произво­ дится интегрирование;

Так как величина А в рассматриваемом случае не зави­ сит от у, то частное решение дифференциального уравнения

А

будет Т = — ------, а (11) примет вид:

148

( 14)

0 = C,chAh + C2shAh,

откуда

(15)

тогда

(16)

В качестве примера на рис. 16 б представлена эпюра уси­ лия Т для стенки П-2. Отклонение теоретических значений сдвигающей силы от полученных экспериментально не пре­ вышает 3%.

В заключение рассмотрим вопрос о необходимости учета сцепления между стойками и заполнением при расчете кар­ касно-каменной стены.

На практике можно встретиться с различными значения­

бот по возведению стен, прочность сцепления между стойка­

высоких значений этой характеристики, приближающихся к соответствующим пределам прочности заполнения.

Очевидно, оба рассмотренных варианта являются гранич­ ными. Поскольку они оба возможны, то, естественно, возни­ кает вопрос, при каком из них каркасно-каменная стена ока­ жется в наиболее напряженном состоянии при прочих рав­ ных условиях. Однако ответ на этот вопрос не может быть однозначным.

При отсутствии сцепления между стойками каркаса и за­ полнением последнее оказывается в более напряженном со­ стоянии, чем при наличии высокого сцепления. Для работы стоек характерна обратная картина.

В этой связи представляется правильным при проектиро­ вании каркасно-каменных стен выполнять два расчета: с учетом совместной работы стоек и заполнения и без учета связи между ними.

ЛИ Т Е Р А Т У Р А

1.Ф. Г. Блюгер, И. А. Романова. Расчет соединений диафрагм жест­ кости с колоннами в каркасно-панельных зданиях. «Строительная меха­ ника и расчет сооружений», 1967, № 2.

149*