Одноэтажные здания с упругой конструктивной схемой.

§ 5. ОСНОВЫ РАСЧЕТА СТЕН И СТОЛБОВ ЗДАНИИ с упругой конструктивной схемой

В зданиях с упругой конструктивной схемой (одно­этажные промышленные здания, складские помещения, выставочные и зрелищные здания и т. п.) расстояние между поперечными стенами /Ст превышает предельно допустимое (табл. 17.2). Поэтому верхние опоры про­дольных стен и столбов не являются неподвижными, их принимают шарнирными, частично смещаемыми (упру­гими).

Расчетная схема здания (рис. 17.5) представляет со­бой систему плоских рам, у которых стойки (стены, столбы) защемлены в уровне обреза фундамента и шарнирно соединены с ригелем большой жесткости (перекрытием или покрытием).

Нагрузками на такие рамы являются собственная марса элементов, снег и ветровая нагрузка, учет кото рои в зданиях этого типа обязателен. В промышленных цехах действуют также крановые нагрузки

Для примера рассмотрим схему одноэтажного двухпролетного промышленного цеха с покрытием по фер­мам (рис. 17.6). Наружные продольные стены имеют пилястры для опирания ферм.

Опоры ферм закреплены анкерами, заделанными в кладку стен и столбов Благодаря такой связи и жесткости покрытия горизонталь­ные (ветровые) нагрузки, приложенные на одну из стен

Передаются на стены и столбы по всемУ поперечному ряду. Расчетным участком одной рамы при сборе на­грузок является расстояние (шаг) между пилястрами Расчет стен и столбов ведут для двух стадий готов­ности здания: для законченного здания при действии всех нагрузок с учетом их неблагоприятного сочетания и для здания в процессе строительства, когда кладка закончена, но не смонтированы конструкции покрытия При незаконченном здании стены (столбы) рассматри­вают как отдельные стойки, заделанные в уровне обре-за фундамента. Они испытывают внецентренное сжатие от действия ветровой нагрузки и собственной массы Следует иметь в виду, что в таком положении стены на­ходятся даже в более неблагоприятных условиях рабо­ты, чем после монтажа покрытия и раскрепления верх-licii опоры. Если проверка прочности стен под действи-

ем расчетных нагрузок как консольных элементов выя­вит необходимость их усиления или повышения проч­ностных качеств материалов, следует предусматривать временное их раскрепление на период до окончания монтажа конструкций покрытая. Это, как правило, бы­вает экономичнее, чем выполнение требуемого постоян­ного усиления.

Для законченного строительства при расчете здания на ветровую нагрузку как системы плоских рам смеще­ние Д упругой опоры рассматриваемой стойки под на­грузкой зависит от жесткости Еп1п других стоек. Чем больше жесткость остальных стоек по отношению к рас­сматриваемой, тем меньше ее смещение Д, и наоборот. При максимальном значении Еп1п (что соответствует стойкам с чрезмерно малой относительной гибкостью) верхнюю опору загруженной стены (столба) можно считать неподвижной, и тогда ее смещение-- А==0, г опорная реакция VB будет максимальной для данного

види лнгружсния. Если жесткость других стоек Еп1п очень мала но отношению к рассматриваемой, то рабо­ту их можно не учитывать, и тогда загруженная стена (столб) будет работать как консоль, защемленная вни­зу и имеющая наибольшее отклонение f вверху. В этом случае опорная реакция 1/в=0.

Практически в большинстве случаев значения жест-костей Еп1п стен и столбов принимают такими, что сме­щение упругих опор Д>0, но меньше отклонения f консольной стойки (0<Д</). Следовательно, опорная реакция X верхней упругой опоры стены (столба) будет больше нуля и меньше опорной реакции VB стойки с неподвижной верхней опорой и защемленной нижней опорой, т. е. 0<zX<VB. Значения опорной реакции Vb для некоторых видов загружения балок, подобных рас­сматриваемой стойке рамы, приведены в табл. 17.7.

Упругую реакцию, X с учетом податливости верхней опоры определяют по формуле

 

 

где |х — коэффициент, учитывающий влияние податливости верхней опоры рассматриваемой стойки рамной конструкции.

Коэффициент ц, зависит от относительной гибкости стен и столбов и при постоянном их сечении довысоте рамы

 

где Е, I, H—модуль упругости?1 момент инерции сечения и высота загруженной стойки рамы; £„, /„, Нп — то же, всех остальных сто­ек рамы (кроме загруженной).

Например, для двухпролетной рамы для первой за­груженной стойки

После определения опорной реакции X стены (стол­бы) рассчитывают как консоли, защемленные в уровне обреза фундамента. Усилия (моменты и нормальные силы) в наиболее опасных сечениях стены (столба) подсчитывают для каждого загружения стойки раздель­но. Затем усилия суммируют при наиболее невыгодном сочетании нагрузок. При расчете конструкции на до­полнительное сочетание нагрузок давление ветра, вес снега, крановые нагрузки и др., кроме собственной мас­сы конструкций, принимают с коэффициентом 0,9.

Расчетными сечениями стоек обычно являются сече­ния в местах заделки стен (/—/), в простенках (//—// и ///—///) и на уровне опирання ферм или балок по­крытия (IV—IV, см. рис. 17.6).

При наличии изгибающих моментов и продольных сил сечения рассчитывают по формулам внецентренно-сжатых элементов. Значение коэффициента продольно­го изгиба ф принимают по гибкости стоек

где расчетная высота стоек в одиопролетных зданиях /0=1,5 Я, а в многопролетных зданиях Z0=l,25 Н (Н — расстояние между верхней и нижней опорами стен или стоек).