- •Раздел 1. Общие принципы проектирования железобетонных конструкций зданий
- •1.1. Конструктивные схемы
- •1.2. Деформационные швы
- •2.1. Типизация сборных элементов и унификация размеров
- •2.2. Расчетные схемы сборных элементов в процессе транспортирования и монтажа
- •2.3. Стыки и концевые участки элементов сборных конструкций
- •Раздел 2. Конструкции многоэтажных каркасных зданий
- •3.1. Конструктивные схемы зданий
- •3.2. Конструкции многоэтажных рам
- •4.1. Предварительный подбор сечений
- •4.2. Усилия от нагрузок
- •4.3. Расчетные усилия и подбор сечений
- •Раздел 3. Конструкции плоских перекрытий
- •7.1. Компоновка конструктивной схемы перекрытия
- •7.2. Проектирование плит перекрытий
- •7.2. Проектирование ригеля
- •8.1. Компоновка конструктивной схемы перекрытия
- •8.2. Расчет плиты, второстепенных и главных балок
- •8.3. Конструирование плиты, второстепенных и главных балок
- •9.1. Конструктивные схемы перекрытий
- •9.2. Расчет и конструирование плит, опертых по контуру
- •9.3. Расчет и конструирование балок
- •10.1. Сущность сборно-монолитной конструкции
- •10.2. Конструкции сборно-монолнтных перекрытий
- •11.1. Безбалочные сборные перекрытия
- •11.2. Безбалочные монолитные перекрытия
- •11.3. Безбалочные сборно-монолитные перекрытия
- •Раздел 4. Одноэтажные промышленные здания
- •12.1.Элементы конструкций
- •12.2. Мостовые краны
- •12.3. Компоновка здания
- •12.4. Поперечные рамы
- •12.5. Система связей
- •12.6. Подкрановые балки
- •13.1. Расчетная схема и нагрузки
- •13.2. Пространственная работа каркаса здания при крановых нагрузках
- •13.3. Определение усилий в колоннах от нагрузок
- •13.4. Особенности определения усилий в двухветвевых и ступенчатых колоннах
- •14.1. Плиты покрытий
- •14.2. Балки покрытий
- •14.3. Фермы покрытий
- •14.4. Подстропильные конструкции
- •14.5. Арки
- •Раздел 5. Железобетонные фундаменты
- •16.1. Конструкции сборных фундаментов
- •16.2. Конструкции монолитных фундаментов
- •16.3. Расчет фундаментов
- •17.1. Ленточные фундаменты под несущими стенами
- •17.2. Ленточные фундаменты под рядами колонн
- •17.3. Расчет ленточных фундаментов
4.3. Расчетные усилия и подбор сечений
На основании эпюр моментов и поперечных сил рамы от различных загружений строят огибающие эпюры М и вычисляют соответствующие им продольные силы N для основных и дополнительных сочетаний нагрузок.
Для расчетных сечений по огибающим эпюрам должны быть найдены значения Мтах и Мтin и соответствующие им значения N, а также Nmax и соответствующие им М. Расчетные усилия могут быть найдены также составлением таблицы, куда вписывают значения усилий, соответствующие отдельным загружениям. Расчетными сечениями для ригелей являются сечения на обеих опорах и в пролете, для колонн - сечения вверху, внизу и, кроме того, для высоких колонн — в одном - двух промежуточных сечениях по высоте.
Сечения ригелей и стоек подбирают как для изгибаемых и сжатых элементов. Если моменты имеют разные знаки, но близки по величине, сечения армируют с симметричной арматурой. Расчетную длину стоек принимают в зависимости от условий закрепления в узлах.
Для расчета усилий многоэтажных рам с применением ЭВМ имеются разработанные программы.
Лекция 5. Системы рамные, рамно-связевые и связевые
Расчетные схемы многоэтажных каркасных и панельных зданий устанавливают в зависимости от их конструктивных схем и способа восприятия горизонтальных нагрузок — по рамной, рамносвязевой или связевой системе. Междуэтажные перекрытия рассматривают как жесткие, не деформирующиеся при изгибе в своей плоскости горизонтальные связевые диафрагмы.
Расчетные схемы рамно-связевых систем отражают совместную работу многоэтажных рам и различных вертикальных диафрагм: сплошных, комбинированных и с проемами (рис. 5.1). Вертикальные конструкции, в действительности расположенные в здании параллельно друг другу, изображаются стоящими рядом в одной плоскости и соединенными стержнями-связями, поскольку горизонтальные перемещения их в каждом уровне равны. Роль стержней-связей между многоэтажной рамой и вертикальной диафрагмой выполняют междуэтажные перекрытия. Эти стержни-связи считаются несжимаемыми и нерастяжимыми. Жесткость вертикальной диафрагмы в расчетной схеме также принимают равной суммарной жесткости соответствующих вертикальных диафрагм блока здания.
а – со сплошной диафрагмой; б – со сплошной и комбинированной диафрагмами; в – с проемной диафрагмой
Рис. 5.1. Расчетные схемы рамно-связевых систем
Расчетные схемы связевых систем отражают совместную работу вертикальных диафрагм многоэтажных каркасных или панельных зданий в различных сочетаниях: сплошных и с проемами, с одним и несколькими рядами проемов (рис. 5.2). В этих расчетных схемах вертикальные диафрагмы, в действительности расположенные в здании параллельно друг другу, изображаются стоящими рядом в одной плоскости и соединенными стержнями-связями.
а – с проемными диафрагмами; б – с проемными и сплошными диафрагмами; в – с разнотипными диафрагмами
Рис. 5.2. Расчетные схемы связевых систем
Влиянием продольных деформаций ригелей, перемычек и стержней-связей между вертикальными конструкциями ввиду малости значений пренебрегают. Также пренебрегают деформацией сдвига стоек рам и вертикальных диафрагм. Отношение высоты сечения вертикальной диафрагмы к ее длине обычно составляет h/l0≤1/4.
Влияние податливости стыков стоек и ригелей учитывают в расчетах соответствующим снижением их погонной жесткости. Влияние же податливости стыков вертикальных диафрагм, как показали исследования, может учитываться в расчетах снижением их изгибной жесткости примерно на 30 %.
В расчетных схемах многоэтажных зданий регулярной структуры с постоянными по высоте значениями жесткости элементов дискретное расположение ригелей, перемычек, стержней-связей целесообразно заменять непрерывным (континуальным) расположением, сохраняя дискретное расположение стоек рам, простенков диафрагм. Расчеты выполняют на основе общего дифференциального уравнения. Усилия, перемещения и динамические характеристики различных многоэтажных зданий определяют по готовым формулам и таблицам, полученным в результате решения общего уравнения.
Расчетную ветровую нагрузку для зданий высотой 12 этажей и более 40 м при расчете прочности определяют с учетом динамического воздействия пульсаций скоростного напора, вызванных порывами ветра.
Прогибы многоэтажного здания определяют от действия нормативной ветровой нагрузки. Прогиб верхнего яруса ограничивают значением, равным f≤H/1000.
Горизонтальную ветровую нагрузку (увеличивающуюся кверху) при расчете многоэтажных зданий заменяют эквивалентной, равномерно распределенной или же эквивалентной нагрузкой, распределенной по трапеции. При равномерно распределенной нагрузке получают более компактные расчетные формулы и практически точные значения перемещений и усилий в расчетных сечениях. Эквивалентная, равномерно распределенная ветровая нагрузка определяется по моменту в основании
р = 2Маct/ H2, (5.1)
где Mact—момент в основании от фактической ветровой нагрузки.