Наружные колонны могут быть ориентированы своими полками перперцщкулярно фермам, при этом сечение в направлении наибольшей жесткости воспринимает ветровую нагрузку в продольном па-правлении здания. Горизонтальная жесткость в этом направлении может быть повышена, например, добавлением обвязочных панелей для создания рамности конструкций.
РАМНО-СВЯЗЕВЫЕ КОНСТРУКЦИИ ЗДАНИЙ
Чисто рамные каркасы неприемлемы для зданий выше 30 этажей. Поэтому для восприятия горизонтальных нагрузок полу-чили развитие системы в виде сочетания рамных каркасов со стенами-диафрагмами. Стены-диафрагмы выполняются либо из железобетона, либо из стальных решеток. Они могут быть в виде замкнутых стволов жесткости (вокруг шахт лифтов или лестничных клеток), параллельных внутренних стен внутри здания или вертикальных решетчатых конструкций в плоскости наружных стен зданий.
Некоторые характерные высотные здания со стволами жесткости и каркасами показаны на рис. IV. 15. Ограничимся рассмотрением вопросов геометрии компоновки зданий в плане.
Различие форм в плане предполагает разнообразие возможных компоновок. Системы со стволами жесткости характеризуются следующими особенностями (буквы в скобках относятся к различным диаграммам на рис. IV. 15):
расположение стволов жесткости: наружные стволы (и)\
внутренние стволы: около наружных стен (/с) или в пределах здания (а, б, в, е, ж, з и т.п.);
несимметрично расположенные стволы (г, и)\
число стволов жесткости:
одиночные стволы (я, б, г, д и т. п.); развитые стволы (з, у, ф)\ несколько стволов (в, /с, м)\
Шарнирные системы решетчатых диафрагм (см. рис. IV. 19, а). Поскольку ригели каркаса имеют шарнирные соединения, каркас воспринимает только вертикальные нагрузки. При этом горизонтальные нагрузки приходятся на стены-диафрагмы.
Шарнирные системы из балок Виренделя и стен- диафрагм. Горизонтальные нагрузки воспринимаются стенами-диафрагмами и рамной системой (в виде балок Виренделя). В качестве примера на рис. IV. 16 показано здание с двумя наружными стенами-диафраг-
форма ствола жесткости:
замкнутые: квадратные, прямоугольные, круглые, треугольные;
открытые: Х-образные, I-образные, П-образные стволы, зависящие от формы здания (/с, я, ф).
Системы решетчатых диафрагм классифицированы по характеру их работы при горизонтальных нагрузках и отнесены к одному из следующих трех тцпор,
мами вдоль короткой стороны здания. На эти стены приходится только половина общей ветровой нагрузки. Другая половина воспринимается стволом жесткости. Внутренние и наружные продольные рамы работают только на вертикальные нагрузки.
Взаимодействие жестких рам и стен-диафрагм. Использование только стен-диафрагм для восприятия горизонтальных нагрузок неприемлемо при высоте зданий более 150 м. В этом случае размеры стволов жесткости становятся слишком большими и не соответствуют своему функциональному назначению (размещение систем вертикального транспорта и энергоснабжения). Но и тогда прогиб здания может быть достаточно велик, что вызовет растрескивание перегородок и окон, а также неприятные психологические реакции обитателей здания.
Горизонтальная жесткость значительно увеличивается при применении для восприятия горизонтальных нагрузок не только системы стен-диафрагм, но и рамных каркасов с жесткими узлами. Полный прогиб такой комбинированной системы складывается из прогиба при разных схемах деформирования (рис. IV, 17).
Форма сдвигового деформирования жесткой рамы. Этот прогиб только схематично показан на рис. IV. 17, а. Отметим, что угол наклона оси достигает максимальной величины в основании сооружения, где действует максимальная перерезывающая сила.
Деформирование стены-диафрагмы по форме изгиба. Стена-диафрагма на рис. IV. 17, б может быть в виде сплошной железобетонной стены или в виде вертикальной стальной решетчатой конструкции. Она проектируется как внутренний ствол, как система параллельных внутренних стен или как наружная стена. Система работает как изгибаемая вертикальная консольная балка. Отметим, что угол поворота достигает максимума вверху здания, т. е. в этой части здания вклад системы стен-диафрагм в жесткость сооружения минимален.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.