Покрытие здания из железобетонных плит, соединенных сваркой закладных деталей с замоноличиванием швов, представляет собой жесткую в своей плоскости горизонтальную связевую диафрагму. Колонны здания, объединенные горизонтальной связевой диафрагмой в поперечные и продольные рамы, работают как единый пространственный блок. Размеры такого блока в плане определяются расстояниями между температурными швами ( рис. 23.10, а ).
Рис. 23.10. Пространственный блок одноэтажного каркасного здания
а – схема блока; б – схема перемещения блока; 1 – покрытие;
2 – подкрановая балка; 3 – вертикальные связи по колоннам
Нагрузки от массы покрытия, снега, ветра приложены одновременно ко всем рамам блока, при этих нагрузках пространственный характер работы каркаса здания не проявляется и каждую плоскую раму можно рассчитывать в отдельности. Нагрузки же от мостовых кранов приложены к двум- трем рамам блока, но благодаря горизонтальной связевой диафрагме в работу включаются и остальные рамы блока; происходит пространственная работа.
В каркасном здании из типовых элементов с регулярным шагом колонн и постоянной жесткостью сечений колонн центр жесткости блока (т. е. точка приложения равнодействующей реактивных сил при поступательном перемещении блока ) совпадает с его геометрическим центром. Если поместить начало координат в этом центре и принять что х – координата поперечной рамы, а у – продольной рамы ( рис. 23.10, б ), то, приложив к поперечной раме с координатой х0 силу F, можно определить перемещение этой рамы. Перемещение блока от силы F – поступательное, от момента М= F х0 - вращательное. Если r11x – реакция поперечной рамы от единичного перемещения Δ=1, то поступательное перемещение блока
| Δ= F/nr11x | ( 23. 7 ) |
где n – число поперечных рам блока.
При вращательном перемещении жесткой в своей плоскости горизонтальной связевой диафрагмы на угол φ=1 поперечные рамы получают перемещение, равное xtgφ, но поскольку конечный угол φ будет малым и, следовательно, tgφ=φ=1, поперечные рамы получают перемещение, равное их координате х, а продольные рамы- равное у. При этом возникают реакции:
-в поперечных рамах
| Rx=xr 11x , | ( 23. 8 ) |
-в продольных рамах
| Rу=уr 11у | ( 23. 9 ) |
где r11у – реакция продольной рамы от смещения Δ=1 (определяется с учетом сопротивления вертикальных связей по колоннам).
Кручением колонн при вращении горизонтальной диафрагмы ввиду его малости можно пренебречь.
Угловая жесткость блока или реактивный момент блока от единичного угла поворота диафрагмы φ=1
  ,
| (23.10) |
где m=n/2, когда n – число поперечных рам четное, или m=(n-1)/2, когда n – число нечетное; p=q/2, когда q- число продольных рам – четное, или p=(q-1)/2, когда q – число нечетное.
Угловая жесткость блока с учетом значения реакций согласно формулам ( 23.8 ), (23.9) составляет
 ,
| (23.11) |
где 
.
Угол поворота блока вокруг центра вращения
| (23.12) |
Перемещение поперечной рамы с координатой х0 от силы F находят суммированием перемещений – поступательного и от вращения блока. Тогда
| (23. 13) |
Находят реактивную силу от единичного перемещения Δ=1 поперечной рамы, приравняв единице перемещение по формуле (23.13). Тогда
 ,
| (23.14 ) |
где
| (23.15 ) |
Коэффициент сdim характеризует пространственную работу каркаса, состоящего из поперечных и продольных рам. Следует принять во внимание податливость соединений плит покрытия, которую на основании исследований оценивают коэффициентом 0,7 к значению сdim , а также учесть загружение нагрузкой от мостовых кранов рам, смежных с рассчитываемой, коэффициентом 0,7. Тогда
| (23.16 ) |
Если учитывать пространственную работу рам лишь одного поперечного направления, то в упрощенном решении при β=0 из формулы (23. 15 )
| (23.17 ) |
Тогда при длине блока 72 м для второй от торца блока поперечной рамы, находящейся в наименее благоприятных условиях ( в части помощи, оказываемой работой соседних рам), при шаге 12 м сdim=3,5; при шаге 6 м сdim=4,7.
Рис. 23.11. К пространственному расчету одноэтажного каркасного здания на крановые нагрузки
Таким образом, поперечную раму можно рассчитывать на крановые нагрузки с учетом пространственной работы каркаса здания методом перемещений с введением к реакции от единичного перемещения поперечной рамы коэффициента сdim (рис. 23.11).
Дата: 2018-12-21, просмотров: 315.
