книги из ГПНТБ / Глуховский А.Д. Каркасы многоэтажных промышленных зданий с крупной сеткой колонн

Т а б л и ц а 6

Варианты расчетных схем

По вариантам расчетных схем Ап и Бц жеткость ба­ лочного ригеля была определена как приведенная жест­ кость фермы:

где b — ширина пояса фермы; h — высота пояса фермы; а — расстояние между осями поясов фермы.

Рамы рассчитывали на нагрузку q = 2 тс/пог. м (по 1 т на каждый пояс). Ферму рассчитывали как отдель­ но стоящую.

Попытка откорректировать усилия в ферме путем расчета отдельно стоящей фермы на горизонтальные на­ грузки, полученные в результате разложения на пару сил момента, который возникает при расчете рамы с ри­ гелем приведенной жесткости, не дала положительных результатов.

По вариантам расчетных схем Аи1, Бт , Вш и Гш были введены поправки, учитывающие, что момент в ко­ лонне, в месте примыкания к ней поясов, складывается с половиной момента в жестко закрепленном конце. Для того чтобы результаты расчета по этим же вариантам

Т а б л и ц а 7

Статически неопределимые величины в расчетных схемах

приблизить к основным расчетным схемам, два из них (Бт и Вт ) были предварительно рассчитаны с разными жесткостями колонн в пределах высоты фермы. Отноше­ ния жесткости колонны в пределах межферменного эта­ жа к жесткости колонны в основном этаже были взяты 0,6:1; 0,7:1; 0,9:1 и 1:1. Рассмотрение результатов этого расчета показало, что изменение соотношений жестко­ стей в указанных пределах оказывает незначительное влияние на величины усилий.

В рамах с ригелями-фермами, имеющими подкосы в крайних панелях, а также в рамах с ригелями-ферма- ми арочного типа было учтено влияние усилий, переда­

величины моментов в сечениях а и б колонн были при­ няты одинаковыми и равными большему моменту, а не-

20

уравновешенный момент в узле рамы был распределен между поясом фермы и колонной.

Расчетные схемы двухпролетной трехъярусной рамы с ригелями-фермами, имеющими параллельные пояса без раскосов (каркаса А), показаны на рис. 8.

Рис. 8. Расчетные схемы каркаса А

21

Основная расчетная схема Aj н заменяющие ее упро­

щенные расчетные схемы были рассчитаны на единич­ ную нагрузку (по 1 тс на 1 пог. м верхнего и нижнего поясов). Результаты выполненных расчетов приведены

втабл. 8 и 9 (обозначение сечений см. на рис. 3).

Втабл. 8 даны усилия в расчетных сечениях ригелейферм всех приведенных на рис. 8 расчетных схем, а в табл. 9 — усилия в расчетных сечениях крайних колонн тех же расчетных схем.

Из табл. 8 и 9 следует, что вариант расчетной схе­ мы Лц приводит к существенным отклонениям от основ­ ной схемы Лі. В ригелях-фермах всех трех ярусов мо­ менты, рассчитанные по схеме Лц, составляют 88— 140% их значения, определенного по схеме Лі. Такие же

идаже большие расхождения можно обнаружить при сопоставлении величин продольных сил в ригелях-фер­ мах и моментов в колоннах.

Расчет по варианту Лщ приводит к несколько мень­ шим расхождениям. Так, моменты в ригелях-фермах по этому варианту составляют 75— 124%, а продольные си­

лы— 104— 132% значений, полученных по расчетной схе­ ме Лі. В колоннах при равенстве продольных сил вели­ чина моментов составляет 98— 106% значений, получен­ ных при расчете схемы Лі.

Почти полное совпадение величин моментов и про­ дольных сил имеет место при расчете рамы по схеме Ліѵ. В ригелях-фермах разница в величинах моментов

е подкосами в крайних панелях (каркас В), показаны на рис. 9. Результаты выполненных расчетов приведе­ ны в табл. 10 (обозначение сечений см. на рис. 3).

По приведенным выше мотивам сравнение сделано

и продольные силы равны величинам, полученным по схеме Ві.

Расчетная схема Віѵ с учетом предлагаемых попра­ вок дает в ригелях-фермах значения моментов в сече­ ниях 1, 2 и 3 — 100—109%, а в сечении 4 — 117% вели-

24

Т а б л и ц а 10

Моменты М и продольные силы /V в расчетных сечениях ригеля-фермы и колонн всех вариантов расчетных схем каркаса В

26

чин, полученных в основной схеме. Но абсолютные зна­ чения моментов в этом сечении невелики, поэтому они не влияют на подбор размеров сечения нижнего пояса. Величины продольных сил равны. Моменты и продоль­ ные силы в колоннах совпадают с действительными зна­ чениями.

Выполненные расчеты по каркасу В и анализ их ре­ зультатов показывают, что и в этом каркасе наиболее близким к основной расчетной схеме является вариант IV, при котором многоярусная рама с ригелями-ферма­ ми заменяется одноярусными, имеющими шарниры в се­ рединах высот стоек верхних этажей и жестко защем­ ленными стойками первого этажа. Такая замена сокра­ щает число степеней статической неопределенности поч­ ти во столько раз, сколько в раме ярусов. Благодаря этому упрощается расчет многоярусных рам с ригеля­ ми-фермами, причем, когда эти расчеты выполняются при помощи электронно-вычислительных машин, стано­ вится возможным использовать малые и средние маши­ ны, а на больших машинах значительно сокращается время счета.

4. РАСЧЕТ МНОГОЯРУСНЫХ РАМ С РИГЕЛЯМИ-ФЕРМАМИ НА ВЕТРОВУЮ НАГРУЗКУ

Как известно, сопротивляемость здания воздействию ветра зависит от его конструктивной схемы, наружных габаритов и особенно от соотношения между высотой и шириной. Для того чтобы правильно оценить влияние ветровой нагрузки на усилия, возникающие в раме с ри­ гелями-фермами, загруженными постоянной и временной вертикальными нагрузками при разных соотношениях между высотой и шириной рамы, были исследованы три рамы с ригелями — безраскосными фермами, размеры которых чаще всего встречаются в практике проектиро­ вания промышленных зданий (рис. 10).

При расчете былпринят второй ветровой район. Вер­ тикальная нагрузка — постоянная равномерно распреде­ ленная 4 тс/пог. м и временная равномерно распределен­ ная 3,85 тс/пог. м. Усилия были определены в четырех расчетных сечениях ферм (1, 2, 3 и 4) всех трех ярусов и двух расчетных сечениях (а и б) колонн.

Усилия в расчетных сечениях ферм и колонн рамы с отношением 0,79:1, вызываемые постоянной нагрузкой

27

совместно с ветровой и постоянной нагрузкой вместе с временной без ветра, приведены в табл. 11 и 12. Из этих таблиц следует, что моменты и продольные силы от сум­ марного действия постоянной и ветровой нагрузок зна­ чительно меньше, чем от суммарного действия постоян­ ной и временной нагрузок без ветра, и составляют в за­ висимости от сечения 29—78% •

В табл. 13 приведено сравнение усилий в расчетных сечениях ферм и колонн рамы с отношением сторон

Рис. 10. Расчетные схемы рам с различным соотношением между высотой и шириной рамы

а _ двухпролетная трехэтажная рама пролетом 18 м (соотношение вы­

28