Определение усилий в протяженных зданиях от температурных и усадочных воздействий

9.Для протяженных в плане здания усилий от температурно-влажностных воздействий рекомендуется определять с использованием расчетной схемы в виде горизонтальной составной системы с продольными поясами в уровне перекрытий, которые соединены податливыми связями сдвига. Приводимые ниже расчетные формулы применимы для регулирования по высоте составных стержней. Нижний ярус составной системы может иметь геометрические и жесткостные характеристики, отличающиеся от остальных ярусов. Расчетные формулы получены для системы с бесконечно большим числом ярусов и применимы для определения усилий в нижней половине высоты здания при количестве этажей девять и более (в верхних этажах усилия существенно уменьшаются).

При расчете учитываются изменения во времени средних по сечениям конструкции температур Dt(по отношению к начальной температуреt_о) и относительных деформаций усадки бетонаe, возникающих из-за уменьшения его начальной влажности.

Изменение во времени средних по сечениям конструкций температур Dtи начальные температурыt_оопределяются по СНиП 2.01.07—85.

10.Расчет на температурно-влажностные воздействия выполняется для стадий возведения и эксплуатации здания.

Для стадии возведениярекомендуется различать два расчетных случая:

первый — здание возведено в теплое время года и до пуска отопления конструкции здания охлаждаются вследствие понижения температуры наружного воздуха в холодное время года;

второй — здание возведено в холодное время года и конструкции здания нагреваются вследствие повышения температуры наружного воздуха в теплое время года.

В первом расчетном случае из-за противодействия основания температурным изменениям линейных размеров продольных конструкций в них возникают растягивающие напряжения, во втором расчетном случае — сжимающее напряжения.

В первом расчетном случае усадочные деформации можно не учитывать, так как в холодное время года деформации усадки бетона не увеличиваются. В связи с тем, что температурные и усадочные деформации во втором расчетном случае противоположны по знаку, а сжимающие напряжения в продольных конструкциях, как правило, не опасны, допускается второй расчетный случай не рассматривать.

Для стадии эксплуатациинеобходимо проверить конструкции на совместное влияние температурного сокращения продольных наружных стен и деформаций усадки продольных конструкций.

Для зданий с ненесущими наружными стенами, а также с трехслойными несущими стенами с гибкими связями между слоями при определении усилия во внутренних конструкциях можно учитывать только изменение деформаций усадки. Наружный слой продольных трехслойных стен в случае опирания его на фундамент следует рассчитывать на совместное влияние уменьшения его средней температуры (при переходе от теплого к холодному времени года) и деформаций усадки.

11.Продольное усилие в сеченииxпродольного пояса надk-м ярусом определяется по формуле

(29)

где а_k— коэффициент линейных температурных деформаций бетона конструкций, образующий продольный пояс k;Dt_k— расчетный перепад средних температур продольного поясаk;e_k— расчетное изменение деформаций усадки бетона, образующего продольный пояс k;ЕA_k— продольная жесткостьk-го пояса (при k > 1 ЕA_k = EA);

w_m = (2m ‑ 1) p/2; (30)

x— безразмерная координата, отсчитываемая вдоль длины составной системы с началом отсчета по ее середине (0£x£1); b₁,b — погонные жесткости при сдвиге продольных связей соответственно в первом и всех остальных ярусах составной системы;

(31)

при b₁ = b и EA₁ = EAq_m = 1 — полудлина составной системы (половина расстояния между температурно-усадочными швами);

(32)

В формуле (29) число учитываемых членов ряда рекомендуется принимать с учетом того, что первый отбрасываемый член ряда характеризует ошибку вычислений. Для получения решения с точностью 0,05 достаточно учесть пять членов ряда. В общем случае рекомендуется удерживать нечетное число членов ряда.

Погонное сдвигающее усилие в продольных связях k-го яруса определяется по формуле

(34)

12.Продольная жесткостьk-го пояса EA_kопределяется как сумма продольных жесткостей перекрытияEa_k,rпродольных стенEA_k,w.При изменении жесткостных характеристик перекрытий и продольных стен по длине определяется приведенная продольная жесткость пояса, определяемая по формуле

(35)

где L_i—длинаi-го участка по длине здания, в пределах которого продольная жесткость пояса постоянна; EA_k,i— продольная жесткость k-гoпояса наi-м участке;n— общее число участков.

Продольная жесткость пояса до образования трещин в бетоне определяется по формуле

EA = E_lA_b + E_sA_s, (36)

где E_l—длительный модуль деформации бетона

E_l = E_b/(1 + j_bt); (37)

E_b — начальный модуль упругости бетона;j_bt— определяется по формуле (2) Пособия.

Продольная жесткость пояса после образования в нем трещин определяется по формуле

ЕA = Е_sА_s/y_s, (38)

где y_s— коэффициент, учитывающий работу растянутого бетона между трещинами и определяемый согласно нормам проектирования железобетонных конструкций.

13.Погонная жесткость (связей сдвигаk-го пояса определяется по формуле

(39)

где GA_k,i— жесткость при сдвиге горизонтального сечения продольных стенk-го яруса наi-м участке:Н_k— высотаk-го яруса; L_i — длинаi-го участка.

Жесткость при сдвиге i-го участка сквозной продольной стены с проемами рекомендуется определять для горизонтального сечения в уровне проемов по формуле

GA_k,i = E_iA_i/(2,5 + H²_o/L_i), (40)

где A_i, L_i — соответственно площадь и длина горизонтального сечения стены наi-м участке;H_о — высота проема в стене вk-м ярусе.

Жесткость при сдвиге i-го участка продольной стены, состоящей из отдельных, не связанных между собой участков, рекомендуется определять по формуле

(41)

где С_j— коэффициент жесткости основания при повороте фундамента в плоскости стены;I_ji ¾ момент инерции фундаментаi-го участка стены относительно оси, перпендикулярной плоскости поворота фундамента.

При опирании стен на свайные фундаменты с высоко расположенными ростверками жесткости при сдвиге связей необходимо определять по специальным рекомендациям.

ПРИЛОЖЕНИЕ 2