|
Плоские рамы многоэтажного здания,
располагаемые с определенным шагом и связанные перекрытиями, образуют
пространственный каркас, имеющий длину, равную расстоянию между
температурными швами или наружными стенами. Такой пространственный каркас
называют блоком рам.
Для расчета с практически достаточной точностью блок рам
расчленяют на отдельные плоские рамы.
Вертикальные постоянные и временные нагрузки, а также
горизонтальные ветровые нагрузки считают приложенными одновременно ко всем
рамам блока, поэтому пространственный характер его работы в этих условиях не
проявляется и каждая плоская рама может рассчитываться в отдельности на
соответствующую нагрузку.
Для расчета железобетонной статически неопределимой рамы
необходимо предварительно установить жесткости ригелей и стоек или отношение
этих жесткостей.
Размеры сечений устанавливают на основании
предварительного (приближенного) расчета рамы.
Так, ригель рассчитывают по опорному моменту
Для упрощения статического расчета обычно анализируют
расчетную схему рамы и ищут возможные упрощения, облегчающие расчет. Так,
наклонные и ломаные ригели рам при уклоне не более 1:8 заменяют горизонт
тальными.
1. Расчет на вертикальную нагрузку. При расчете многоэтажных
многопролетных рам на вертикальную нагрузку можно пренебречь горизонтальным
смещением ярусов; поэтому при равных пролетах и одинаковых во всех пролетах
нагрузках многопролетные рамы заменяют при расчете трехпролетными и считают
изгибающие моменты в средних пролетах многопролетной рамы такими же, как и в
среднем пролете трехпролетной рамы.
В строительстве наиболее распространены многоэтажные рамы
с равными пролетами или средним укороченным пролетом ( 14.18,а).
Узлы многоэтажной рамы, расположенные на одной вертикали,
имеют примерно равные углы поворота. Поэтому опорные моменты стоек будут
равны, а нулевые точки стоек — расположены посередине высоты этажа ( 14.19).
Это дает основание расчленить многоэтажную раму на ряд одноэтажных рам,
имеющих высоту стоек, равную половине высоты этажа, с шарнирами по концам
(кроме первого этажа).
Расчет на вертикальную нагрузку необходимо выполнять для
трех таких одноэтажных рам: для рамы верхнего этажа, для рамы средних этажей
и для рамы первого этажа (см. 14.18,6).
Расчет рам на вертикальную нагрузку с учетом
перераспределения моментов вследствие пластических деформаций удобно вести,
приняв в качестве выравненной эпюры эпюру моментов, возникающую в упругой
схеме при загружении временной нагрузкой через пролет (см. 14.18,в). При
этом пролетные моменты ригелей и опорные моменты стоек получаются
максимальными, а выравненные опорные моменты ригелей — уменьшенными примерно
на 30%. Уменьшение опорных, моментов ригелей облегчает конструкцию узлов
рамы.
Таким образом, задача расчета многоэтажной рамы сводится к
определению изгибающих моментов в одноэтажной симметричной трехпролетной
раме, загруженной симметричной нагрузкой. Расчет таких рам можно выполнять по
таблицам .
Изгибающие моменты в стойках для каждой схемы загруження
рамы определяют по разности опорных моментов ригеля в узле, распределяя ее
между верхней и нижней стойками пропорционально их погонным жесткостям.
Изгибающие моменты в пролетных сечениях ригелей, а также
поперечные силы определяют обычными способами как в однопролетной балке,
загруженной внешней нагрузкой и опорными моментами по концам.
На основании расчета строят огибающую эпюру моментов рамы
аналогично тому, как при расчете ригеля междуэтажного перекрытия.
Многоэтажную раму () можно также расчленить на отдельные
рамы и иначе () — так, чтобы одна и та же стойка входила в две смежные рамы.
Характер закрепления концов стоек принимают (в зависимости
от отношения погонных жесткостей ригелей и стоек) в виде упругой или полной
заделки.
Расчет таких одно- и двухэтажных рам можно производить по
таблицам .
2. Расчет на горизонтальную нагрузку. Приближенный расчет
многоэтажных рам на горизонтальную (ветровую) нагрузку сводится к следующему.
Все горизонтальные силы принимаются приложенными к узлам
рамы ( 14.21). Обшую поперечную силу Q для яруса рамы распределяют между
стойками рамы в зависимости от отношения погонных жесткостей ригелей и стоек.
По найденным поперечным силам стоек вычисляют изгибающие моменты и строят
эпюры М, назначая нулевые точки моментов в середине высоты стоек, а для
первого этажа на расстоянии % I от нижнего конца стойки.
3. Определение расчетных усилий и подбор сечений.
По данным расчета строят огибающие эпюры М и Q и вычисляют
соответствующие им продольные силы — отдельно для основных и отдельно для
дополнительных сочетаний нагрузок.
Из огибающих эпюр для всех расчетных сечений должны быть
найдены Л4макс и Ммин и соответствующие им продольные силы N, а в ряде
случаев (для высоких колонн) — Аммане и соответствующий ей М.
Расчетными сечениями являются: для ригелей — сечения на
опорах и в пролете; для колонн — вверху, внизу и в одном-двух промежуточных
сечениях по высоте.
По расчетным усилиям подбирают сечения, которые включают:
1) окончательное установление размеров сечений ригелей и стоек; 2) подбор
сечений продольной арматуры; 3) расчет поперечной арматуры; 4) проверку
колонн на продольный изгиб из плоскости рамы.
Для сборных железобетонных рам дополнительно рассчитывают
стыки и сварные швы, а также проверяют прочность элементов рамы на усилия при
их транспортировании и монтаже.
Подбор сечений ригелей рам не отличается от расчета
ригелей балочных перекрытий.
Сечения колонн рассчитывают на внецентренное сжатие.
Расчетная длина стоек рам многоэтажных зданий
ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ
1. Назовите основные элементы конструкций
многоэтажного каркасного здания.
2. Какими способами обеспечивается
простраиствеииая жесткость многоэтажного каркасного здания?
3. Назовите основные виды сопряжений колонн между
собой и ригелей с колоннами.
4. Назовите конструктивные решения многоэтажных
промышленных зданий.
5. Назовите основные типы многоэтажных гражданских
зданий.
6. Как выбирают предварительные размеры сечений
элементов рамы?
7. Как рассчитывают многоэтажные рамы на
вертикальную нагрузку?
8. Как рассчитывают многоэтажные рамы иа
горизонтальную нагрузку?
9. Как выбирают расчетные усилия для ригелей и
стоек рамы?
|