Как будет показано ниже, наружная коробка может полностью воспринимать все горизонтальные нагрузки, а ее ужесточение может быть достигнуто с помощью диагональных связей определенной конфигурации. В дальнейшем мы рассмотрим разные методы рас-
чета коробчатых систем, которые применяются в настоящее время. В этом разделе рассмотрены следующие вопросы: наружная коробка:
коробка в виде пространственной безраскосной решетки; коробка в виде пространственной раскосной решетки; решетчатая коробка из колонн и диагональных связей; решетчатые коробки из диагональных элементов; наружная коробка с внутренними связями:
коробка с параллельными стенами-диафрагмами; коробка с центральным стволом; модифицированная коробка:
решетчатая коробка с жесткими рамами; внутренняя коробка с наружными стенами-диафрагмами; многосекционная коробка.
Наружная коробка
Коробка в виде пространственной безраскосной решетки.
Решетчатая коробка была впервые применена в 43-этажном жилом здании Девитт Честнат, построенном в Чикаго в 1961 г. Наружная коробка в виде пространственной безраскосной решетки состоит из близко расположенных прямоугольных колонн и балок, которые жестко соединены1, и воспринимает горизонтальные нагрузки без использования внутренних конструкций. Внутренние колонны рассчитываются только на вертикальные нагрузки и не влияют на жесткость коробки (рис. IV.21). Жесткие перекрытия работают как диафрагмы, перераспределяющие горизонтальные нагрузки между наружными стенами.
Другими примерами проектирования и строительства зданий по коробчатой схеме с безраскосной решеткой являются 83-этажное здание компании «Стандард Ойл» в Чикаго и 110-этажное здание Уорлд Трейд Сентер в Нью-Йорке (рис. IV.20, е, ж). Эти здания имеют внутренние стволы, но они не рассчитаны на восприятие горизонтальных нагрузок, поэтому все здание работает по коробчатой схеме.
Коробчатая схема с безраскосной решеткой (труба Виренделя) является логическим развитием конструктивной схемы зданий с традиционным жестким каркасом. Такая система характеризуется повышенной жесткостью в горизонтальном направлении и при кручении, а также определенными возможностями в отношении гибкой внутренней планировки. Сетка колонн и балок наружных стен настолько густая, что ее можно использовать в качестве переплетов остекления (рис. IV.21),
Было бы идеально в расчетном отношении, если бы в этих системах наружные стены при горизонтальных воздействиях работали как
единое целое на чистый изгиб. В этом случае все колонны, образующие решетку коробки, работали бы аналогично фибровым волокнам балки и испытывали осевое растяжение или осевое сжатие. Равномерная эпюра распределения напряжений показана пунктирной линией на рис. IV.22.
Однако действительный характер работы коробки является промежуточным между схемами деформирования здания как изгибаемой консоли и чисто рамной системы. Стороны коробки, параллельные направлению ветра, стремятся работать как независимые многопролетные жесткие рамы при определенной гибкости обвязочных балок. Эта гибкость является результатом искажения схемы от сдвига, которое называется депланацией при сдвиге. При этом колонны и балки работаю! на изгиб. Эта схема работы, характерная для жестких рам, рассматривалась выше Соис. IV. 12, в).
шается при установке дополнительных диагональных связей. Тогда сдвигающие усилия воспринимаются не обвязочными элементами, а непосредственно диагоналями связей, которые работают на осевые усилия. Снижение сдвиговых деформаций коробки приводит к работе зданий практически по схеме изгибаемой консоли (рис. IV.23).
Решетчатая коробка из колонн и диагональных связей. В этой системе диагонали включаются в прямоугольную сетку балок и колонн (рис. IV.20, 3, и). Вместе с обвязочными балками диагонали обеспечивают (как для стены-диафрагмы) жесткость при восприятии горизонтальных нагрузок. Диагонали воспринимают не только основную часть ветровых нагрузок, но и работают как наклонные колонны на вертикальные нагрузки.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.