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

29

Т а б л и ц а 12

Моменты М н продольные силы N в расчетных сечениях колонн

П р и м е ч а н и е . В числителе даны усилия от постоянной и ветровой на* грузок, а в знаменателе — только от постоянной и временной нагрузок без ветра.

0,79:1 от ветровой нагрузки и от вертикального загружения суммарной постоянной и временной нагрузок. Из таблицы следует, что:

1) влияние ветра на величину моментов во всех се­ чениях фермы невелико. В сечениях 1, 2 и 3 величина мо­ ментов не превышает 2% их значения от вертикальной нагрузки, а в сечении 4 составляет: на первом ярусе 8, на втором 5, на третьем 1%, но сечение 4 не определяет размеры поперечного сечения элементов рамы;

2)максимальные продольные силы, вызванные вет­ ром, в сечениях 1 и 2 первого яруса составляют 8% сил, вызванных вертикальной нагрузкой. Во всех остальных сечениях они составляют не более 2%. Так как в сечении 1 момент имеет величину 117,3 тс-м, а продольная сила 32,2 тс, то увеличение продольной силы от ветровой на­ грузки на 2,57 тс не окажет существенного влияния на подбор поперечного сечения;

3)влияние ветра на величину моментов в колоннах

несколько больше, чем в ферме. В крайних колоннах величина моментов, вызванных ветром, составляет 5— 38% величины моментов от вертикальной нагрузки. В средних колоннах моменты от ветровой нагрузки сос­ тавляют 22—79% величин моментов от вертикальной нагрузки, а в сечении б первого яруса—200%- Однако абсолютные значения моментов от ветра в рассматри­ ваемых сечениях колонн невелики (6,6 и 5,06 тс-м).

30

31

32

Продольные силы от ветровой нагрузки менее 1% ве­ личины продольных сил от вертикальной нагрузки. Абсо­ лютные же значения продольных сил в колоннах весьма велики (140—860 т).

Из сказанного можно сделать вывод, что в рассмот­ ренной раме с соотношением между высотой и шириной 0,79:1 усилия, вызываемые ветром, существенно не уве­ личивают усилия от вертикальной нагрузки и, следова­ тельно, не играют роли при подборе размеров сечения элементов ригелей-ферм и колонн.

Такой же анализ был сделан для рамы с соотноше­ нием высоты к ширине, равным 0,93:1. Расчеты показали, что и при таком соотношении влияние усилий, вызывае­ мых ветром, невелико, и давление ветра может не учиты­ ваться при подборе сечений элементов ригелей-ферм и ко­ лонн.

Рассмотрим, каково влияние нагрузки от ветра с соот­ ношением высоты к ширине, равным 1,5:1. Результаты расчета такой рамы приведены в табл. 14, в которой дано сравнение усилий, создаваемых ветровой нагрузкой, с усилиями от суммарной постоянной и временной нагру­ зок в расчетных сечениях ригелей-ферм и колонн. Из таблицы следует, что:

1)величина моментов, вызываемых ветровой нагруз­ кой в сечениях 1, 2 и 3 фермы, не превышает 3% величи­ ны моментов от суммарной постоянной и временной на­ грузок, а в сечении 4—в пределах 5—37%. Но абсолют­ ное значение этих моментов невелико, и. поэтому они су­ щественного влияния на подбор сечений не оказывают. Однако продольные силы от действия ветра в сечениях

1и 2 сильно возрастают с увеличением высоты располо­ жения фермы, достигая в третьем ярусе 20% продольной силы, вызванной вертикальной нагрузкой. В сечениях 3

и4 как абсолютные, так и относительные значения про­ дольных сил от ветровой нагрузки незначительны;

2)моменты от ветровой нагрузки в колоннах на 7— 97% выше моментов, вызываемых суммарной постоянной

ивременной нагрузками, что для колонн первого и вто­ рого ярусов существенно. Такие моменты, вызываемые ветром, составляют 19—97% и имеют большую абсолют­ ную величину. Продольные силы, вызываемые ветровой

нагрузкой, незначительны (менее 1%).

Из выполненного анализа следует, что в раме с соот­ ношением высоты к ширине, равным 1,5:1, ветровые на-

грузки в фермах и колоннах вызывают моменты такой величины, которые существенно влияют на размеры се­ чений элементов и их армирование.

В целом по вопросу о влиянии ветра на усилия в кар­ касах с ригелями-фермами на основании выполненного исследования можно сделать вывод, что во всех случаях, когда высота здания равна или меньше его ширины, а также когда пролеты меньше 18 м, каркас на давление ветра может не рассчитываться.

В тех случаях, когда соотношение между высотой и шириной здания больше единицы или когда пролеты больше 18 м, необходимо произвести расчет на ветровую нагрузку. При этом усилия в расчетных сечениях долж­ ны быть определены под воздействием вертикальных на­ грузок (постоянной и временной) и горизонтальной (вет­ ровой) в зависимости от пояса расположения здания. Для такого расчета можно рекомендовать упрощенный метод, который заключается в следующем:

1) расчет рамы с ригелем-фермой заменяется расче­ том рамы с ригелем-балкой приведенной жесткости. При этом жесткость колонны в пределах фермы принимается равной приведенной жесткости фермы;

2)полученный в ригеле момент раскладывается на пару сил, приложенных к поясам ригеля-фермы;

3)производится расчет ригеля-фермы под действием горизонтальных сил, указанных в п. 2.

5.ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ФАКТОРОВ НА ВЕЛИЧИНУ

ИРАСПРЕДЕЛЕНИЕ УСИЛИЙ В ЭЛЕМЕНТАХ РАМ

СРИГЕЛЯМИ-ФЕРМАМИ

Влияние невыгодного расположения временной на­ грузки. Для того чтобы определить влияние невыгодного расположения временной нагрузки на величину усилий в ригелях-фермах и колоннах исследуемых каркасов, рассмотрим трехъярусную дву'хпролетную раму с риге­ лями— безраскосными фермами (см. рис. 10). Для вы­ бранных расчетных сечений (четырех — в каждой фер­ ме и двух — в колоннах) были определены усилия при условии наиболее невыгодного расположения нагрузки для каждого сечения.

Постоянная равномерно распределенная нагрузка принята 1 тс’іюг.м. При выборе величины полезной на­ грузки было учтено реальное соотношение между времен­ ной и постоянной нагрузками, которое имеет место в зда­

ниях, предназначенных для размещения предприятий точного машиностроения, приборостроения и других от­ раслей промышленности, где применяются многоэтажные здания.

В табл. 15 приведены результаты для соотношения временной и постоянной нагрузок 1:1. Из этой таблицы следует, что моменты в сечениях 1, 2, 3 при невыгодном положении временной нагрузки возрастают всего на 1 —

4%, а в сечении 4 они больше в 1,85— 1,9 раза. Продоль­ ные силы в сечениях 1 п 4 меньше на 22—25%, а в сече­ нии 2 отличаются в пределах от —9% до +14% . В сече­ нии 3 в обоих случаях продольные силы равны нулю. В крайних колоннах в сечениях а и б невыгодное распо­ ложение временной нагрузки ведет к увеличению момен­ та на 3—31%, а продольные силы не изменяются.

Таким образом, при соотношении полезной нагрузки к постоянной, равном 1:1, при статическом расчете ра­ мы должно учитываться невыгодное расположение вре­ менной нагрузки. Такой же расчет рамы, представленной на рис. 11, был выполнен при соотношении временной

36

38