- •3. Тематический план лекционного курса
- •Всего: 32 часов
- •4. Тематический план практических занятий
- •5. Рейтинговая система контроля успешности обучения студентов
- •6. Общие методические рекомендации по изучению курса Основная литература.
- •Дополнительная литература.
- •Курс лекций
- •Раздел 1. Одноэтажные промышленные здания Лекция 1. Конструктивные схемы одноэтажных промышленных зданий
- •1.1.Элементы конструкций
- •1.2. Мостовые краны
- •1.3. Компоновка здания
- •1.4. Поперечные рамы
- •1.5. Система связей
- •Минимальная длина опирания ребер плит на стропильные конструкции
- •1.6. Подкрановые балки
- •Вопросы для самоконтроля:
- •Лекция 2. Расчет поперечной рамы
- •2.1. Расчетная схема и нагрузки
- •2.2. Пространственная работа каркаса здания при крановых нагрузках
- •2.3. Определение усилий в колоннах от нагрузок
- •Расчетная длина l0 сборных железобетонных колонн зданий с мостовыми кранами
- •2.4. Особенности определения усилий в двухветвевых и ступенчатых колоннах
- •Вопросы для самоконтроля:
- •Лекция 3. Конструкции покрытий
- •3.1. Плиты покрытий
- •Технико-экономические показатели плит покрытий
- •3.2. Балки покрытий
- •Технико-экономические показатели двускатных балок покрытий пролетом18м при шаге 6 м и расчетной нагрузке 3,5—5,5 кН/м2
- •3.3. Фермы покрытий
- •Расчетная длинна l0 сжатых элементов фермы
- •3.4. Подстропильные конструкции
- •3.5. Арки
- •Вопросы для самоконтроля:
- •Лекция 4. КонструкцИи одноэтажных каркасных зданий из монолитного железобетона
- •Вопросы для самоконтроля:
- •Раздел 2. Железобетонные фундаменты Лекция 5. Отдельные фундаменты колонн
- •5.1. Конструкции сборных фундаментов
- •5.2. Конструкции монолитных фундаментов
- •5.3. Расчет фундаментов
- •Вопросы для самоконтроля:
- •Лекция 6. Ленточные фундаменты
- •6.1. Ленточные фундаменты под несущими стенами
- •6.2. Ленточные фундаменты под рядами колонн
- •6.3. Расчет ленточных фундаментов
- •Вопросы для самоконтроля:
- •Лекция 7. Сплошные фундаменты
- •Вопросы для самоконтроля:
- •Раздел 3. Каменные конструкции Лекция 8. Материалы, применяемые для каменных и армокаменных конструкций
- •8.1 Каменные материалы
- •8.2 Растворы для каменной кладки
- •8.3 Материалы для армокаменных конструкций
- •Вопросы для самоконтроля:
- •Лекция 9. Физико-механические свойства кладки
- •9.2. Прочность кладки при различных силовых воздействиях Прочность кладки при центральном сжатии и факторы, влияющие на нее
- •Прочность кладки при местном сжатии (смятии)
- •Прочность кладки при растяжении.
- •Прочность кладки при срезе
- •Прочность кладки при изгибе
- •9.3. Деформативные характеристики кладки
- •Вопросы для самоконтроля:
- •Лекция 10. Расчет прочности элементов каменных конструкций на сжатие
- •10.1. Методы расчета каменных конструкций
- •10.2. Осевое (центральное) сжатие
- •10.3 Внецентренное сжатие
- •10.4 Косое внецентренное сжатие
- •Вопросы для самоконтроля:
- •Лекция 11. Расчет прочности элементов каменных конструкций на смятие, изгиб и центральное растяжение
- •11.1 Местное сжатие (смятие)
- •11.2 Изгиб, срез и растяжение
- •Вопросы для самоконтроля:
- •Лекция 12. Расчет каменных конструкций зданий
- •12.1 Конструирование схемы каменных зданий
- •12.2 Рекомендации по предварительному назначению толщины стен
- •12.3 Расчёт стен многоэтажных зданий с жёсткой конструктивной схемой
- •12.4 Расчёт многоэтажных зданий на ветровую нагрузку
- •12.5 Расчёт зданий с упругой конструктивной схемой
- •12.6. Особенности расчета стен в зависимости от конструкции их слоёв (расчет многослойных стен)
- •Вопросы для самоконтроля:
- •Лекция 13. Комплексные конструкции
- •13.1. Армокаменные конструкции
- •13.2. Конструкции с поперечной арматурой
- •13.3. Конструкции с продольной арматурой
- •13.4. Армокаменные конструкции со смешанным армированием
- •13.5. Армокаменные конструкции с напрягаемой арматурой
- •Вопросы для самоконтроля:
12.4 Расчёт многоэтажных зданий на ветровую нагрузку
Ветер может оказывать давление на здание под любым углом в горизонтальной плоскости. Так как в продольном направлении пространственная жесткость здания значительно больше, чем в поперечном, то влияние продольной составляющей ветровой нагрузки не опасно. При расчете учитывается лишь поперечная составляющая, которая в зависимости от направления ветра может меняться от нуля до максимума, представляющего собой сумму активного и пассивного (отсоса) давления ветра, определяемого по СНиП 2.01.07-85. Поэтому расчет следует производить на максимальное давление.
В здании ветровую нагрузку последовательно воспринимают продольные стены, перекрытия, служащие опорами для этих стен, и поперечные стены, являющиеся опорами для перекрытий и вертикальными диафрагмами жесткости.
Расчету подлежат продольные и поперечные стены,
В продольных стенах ветровая нагрузка вызывает местный изгиб из плоскости стены. Так как в многоэтажных зданиях высота этажей всегда значительно меньше расстояния между поперечными стенами, то продольная стена при расчете на ветровую нагрузку рассматривается как балочная плита, защемленная на уровне перекрытий, и рассчитывается в коротком направлении (рис. 12.4). Изгибающий момент на уровне перекрытия при активном давлении ветра будет суммироваться с изгибающим моментом от перекрытия. Его значение для всех этажей, кроме верхнего, может быть определено в предположении жесткой заделки обоих концов и упругой работы кладки по формуле
(12.2)
где - ветровая нагрузка на 1 м высоты стены; Н – высота этажа.
Рис.12.4 Расчетная схема стены при действии ветровой нагрузки
Верхняя опора верхнего этажа принимается шарнирной, поэтому изгибающий момент в нижней заделке стены этого этажа определяется по формуле:
(12.3)
Изгибающий момент от активной ветровой нагрузки о, в средней части высоты стены будет погашать момент от перекрытия, поэтому при активном давлении ветра его учитывать не нужно. В этом сечении до- гружающим является изгибающий момент от отсоса , равный
(12.4)
Но его значение обычно сравнительно мало. К этому следует до- бавить, что высота этажей в гражданских зданиях обычно небольшая, значение составляет незначительную долю значения М, поэтому при расчете продольных стен местную ветровую нагрузку можно не учитывать.
Для расчета поперечных стен необходимо знать, какая часть из общей ветровой нагрузки будет воспринята каждой стеной, т. е. не- обходимо установить, как равнодействующая ветровой нагрузки W распределяется между отдельными стенами в зависимости от их раз- меров и положения в плане — симметричном или несимметричном относительно оси здания. При этом следует иметь в виду, что перекрытия, которые воспринимают ветровую нагрузку от продольных стен и передают ее на поперечные стены, рассматриваются в своей плоскости как абсолютно жесткие пластинки, обеспечивающие неизменяемость контура здания в плане и совместную работу всех стен.
При проектировании поперечные стены целесообразно располагать симметрично относительно оси здания (рис. 12.5, а), что значительно упростит расчет. Ветровая нагрузка в этом случае распределяется между поперечными стенами пропорционально их жесткости.
При несимметричном расположении- поперечных стен (рис. 12.6, б) равнодействующая усилий в них , пройдет на расстоянии r от равнодействующей W ветровой нагрузки. В связи с этим возникает крутящий момент W, и дополнительный изгиб попе- речных стен в своих плос- костях. Сопротивление крутящему моменту оказывают не только поперечные, но и более мощные продольные стены, поэтому при небольшой величине r этот момент практически не оказывает существенного влияния на работу поперечных стен и его можно не учитывать. Однако несимметричного их расположения лучше избегать.
При расчете поперечные стены рассматривают как вертикальные консоли (рис 12.7), заделанные в грунт и работающие под влиянием давления ветра на изгиб.
Сечение этих консолей принимают в зависимости от сопряжения между поперечными и продольными стенами. В каменных массивных стенах это сопряжение обычно обеспечивается перевязкой швов и обладает достаточной жесткостью. В этом случае стены взаимно перпендикулярного направления работают совместно, и сечение консоли будет иметь форму двутавра (рис. 12.7, в, г) или швеллера (рис. 12.7, д), ребром которого является поперечная стена, а полками — участки продольных стен. Ширина этих участков, вводимая в расчет, принимается равной 1/3 Н в каждую сторону от края рассматриваемой поперечной стены, но не более 6h и не более расстояния от края стены до края, примыкающего к ней простенка. Тогда ширина полки s может быть принята меньшей из следующих трех значений: s = 2/ЗН + = 12h + и равной ширине простенка, примыкающего к рассматриваемой поперечной стене. (Здесь Н — высота стены, h- толщина примыкающей продольной стены, h1, — толщина рассматриваемой поперечной стены).
Рисунок 12.6 Распределение ветровой нагрузки: а) – с симметричным расположением поперечных стен; б) – с нессиметричным расположением
Рисунок 12.7 – Расчетная схема каменного остова здания при расчете на ветровую:
а) по фасаду; б – в разрезе; в- в плане; г- сечение в виде двутавра; д- то же швеллера;
е- то же, прямоугольника
При недостаточной жесткости сопряжения между поперечными и продольными стенами, последние в расчете не учитываются, и сечение консоли принимают прямоугольным (рис. 12.7, е).
При симметричном и равномерном расположении поперечных стен и примерно одинаковой их жесткости ветровая распределенная нагрузка на 1м высоты рассчитываемой k-й стены на рассматриваемом уровне i по высоте здания будет
(12.5)
где l - расстояние между поперечными стенами; - интенсивность ветровой нагрузки на уровне i, состоящая из суммы активного и пассивного давления ветра.
При учете совместной работы поперечных и продольных стен необходимо обеспечивать восприятие сдвигающих усилий в местах их взаимного примыкания. Должно соблюдаться условие
, |
(12.6)
|
где Т – сдвигающее усилие в пределах одного этажа; у – расстояние от оси продольной стены до центра тяжести сечения стен в плане (в форме двутавра); А – площадь сечения полки (участка продольной стены, учитываемого в расчете); h – толщина поперечной стены; I – момент инерции сечения стен относительно центра тяжести сечения; Н – высота этажа; Rsq – сопротивление кладки сдвигу по вертикальному перевязанному сечению.