2) прогибом за счет работы балок и колонн на изгиб (рис. IV. 12, в), Это явление известно как сдвиговая деформация или искажение элементов рамы. Горизонтальные и вертикальные сдвигающие си лы, действующие на колонны и балки, вызывают изгибающие мо' менты в этих элементах. При их изгибе рама в целом искажается.
На эту форму деформирования приходится около 80% общего перемещения здания, из которых 65% из-за изгиба балок и 15% из-за изгиба колонн. Кривизна изогнутой формы соответствует эпюре при сдвигающей нагрузке: угол наклона максимален в основании здания, где действует наибольшая сдвигающая нагрузка.
Окончательная форма деформации здания определяется сложением кривых на рис. IV. 12, б, в. Дальнейшее рассмотрение работы жестких рам приведено в заданиях VI.3—VI.6.
НЕСУЩИЕ КОНСТРУКЦИИ В ВИДЕ БАЛОК-СТЕНОК: СИСТЕМЫ С ЧЕРЕДОВАНИЕМ И ШАХМАТНЫМ РАСПОЛОЖЕНИЕМ ФЕРМ
Направления потенциального применения систем со стенами-балками более подробно рассмотрены в гл. IX. Здесь мы в основном коснемся балок, высота которых равна высоте этажа и которые расположены перпендикулярно короткой стороне здания. Опирающиеся на ряды наружных колонн (рис. IV. 13) балки-стенки могут быть запроектированы в виде стальных и железобетонных ферм или сплошных железобетонных стен высотой на этаж.
Наиболее распространенной системой балок-стен являются схемы с решетчатыми конструкциями, располагаемыми в уровне каждого второго этажа (чередованием) или в шахматном порядке (вразбежку). Характерное здание с чередованием несущих конструкций по высоте показано на рис. IV. 13, а. Фермы устанавливаются через этаж. Они поддерживают плиты перекрытий, уложенные по верхнему и нижнему поясам. Свободное пространство, образуемое при такой компоновке ферм перекрытий, целесообразно для ряда зданий с функциональными требованиями гибкой планировки помещений.
В случае шахматного расположения ферм (рис. IV. 13, б) здания являются более жесткими, чем при системах с чередованием ферм.
В первом случае фермы вразбежку устанавливаются в уровне каждого этажа. За счет использования балок-стенок с высотой, равной высоте этажа, удается создать довольно большие свободные пространства в определенных этажах, а пролеты плит перекрытий со-гтяяляют только половину пролетов между фермами. Плиты перекрытий опираются на верхний пояс одной фермы и подвешиваются к нижнему поясу другой фермы, расположенной в уровне вышележащего этажа. В разрезе схема расположения ферм напоминает перевязку рядов кирпичной кладки (см. рис. III.2, и).
Принцип шахматного расположения ферм является весьма эффективным при восприятии горизонтальных и вертикальных нагрузок. В этом случае расход стали примерно на 40% меньше, чем при обычных рамно-свя-зевых конструктивных схемах многоэтажных зданий, и требует значительно меньшего числа монтажных соединений. Эта система уже нашла применение при строительстве зданий высотой до 30 этажей.
Работа зданий с конструкциями в виде балок-стенок, расположенных в уровне каждого второго этажа (рис. IV. 14, а), четко разграничивает достаточно жесткие уровни постановки ферм, которые деформируются весьма мрсшяшттр.пкно R откоытых этажах для восприятия горизонтальной нагрузки используются только колонны. Схемы деформирования этих колонн аналогичны схемам работы колонн обычных рам с жесткими узлами (см. задание VI. 10).
В зданиях с шахматным расположением ферм междуэтажные перекрытия предполагаются работающими как абсолютно жесткие горизонтальные диски-диафрагмы, все точки которых испытывают одинаковые горизонтальные перемещения. Следовательно, фермы работают как единое целое (рис. IV. 14, я, б). Комбинация раздельных схем их деформирования позволяет аппроксимировать деформированное состояние системы в целом (рис. IV. 14, в).
Прогиб здания определяется как прогиб жесткой консольной балки. Эпюры деформаций показывают, что колонны не следует рассчитывать на изгибающие моменты, действующие в направлении продольной оси здания. Поэтому плиты перекрытий, работая как жесткие диафрагмы, передают полную величину ветровой нагрузки на фермы, которые в свою очередь передают ее на колонны. Поскольку фермы должны работать на вертикальную поперечную нагрузку, наличие проемов в балках-стенках вызывает искажение элементов (см. рис. IV. 14, г) и таким образом приводит к уменьшению жесткости балок.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.