Каркасная схема здания: разные методы расчета

Каркасная схема здания: разные методы расчета

Наличие в проектируемых сборных зданиях поперечных стен и перегородок, увеличивающих поперечную жесткость здания, обращает внимание инженеров на идею использования этих необходимых элементов здания в общей работе его на горизонтальную нагрузку.

Горизонтальная нагрузка при выборе расчетной схемы такого рода здания передается через стеновые панели, стойки и ригели каркаса на панели междуэтажных перекрытий, сопряженные в общие жесткие горизонтальные диафрагмы, а затем через панели перекрытий на жесткие вертикальные диафрагмы, рассчитываемые по схеме консольной балки.

Расчет по схеме консольной балки

В основу расчета принимаются следующие допущения:

  1. Замоноличенные в швах сопряжений панели перекрытий образуют горизонтальные и абсолютно жесткие диафрагмы, передающие горизонтальную узловую нагрузку от стен, стоек и ригелей каркаса на жесткие вертикальные связи, обеспечивающие несмещаемость каркаса в зоне между этими связями.
  2. Жесткость системы поперечных вертикальных связей настолько велика, что она полностью обеспечивает несмещаемость каркаса и предотвращает, в силу этого, возникновение моментов в элементах каркаса от действия горизонтальной нагрузки.

При таком, весьма условном, подходе к расчету крупноэлементных зданий работа проектировщика значительно упрощается. В этом случае необходимо лишь определить моменты и поперечные силы от действия ветровой нагрузки на зону типовой секции, распределить их пропорционально жесткостям вертикальных связей, входящих в типовую секцию, и проверить затем прочность и устойчивость этих связей с учетом вертикальной нагрузки, а также максимальный прогиб всей системы вертикальных связей.

каркасная схема здания

При небольшой этажности (до 3—4 этажей) и при небольшой интенсивности горизонтальной нагрузки (ветер) в этих условиях и ведется в настоящее время опытное крупноэлементное домостроение; применение приближенного метода на основе указанных предпосылок возможно и допустимо.

Величина погрешности при таком методе расчета может быть приближенно оценена для фронтальных зданий высотой 3—4 этажа в районах с интенсивностью ветровой нагрузки 40 кг/м2 до 10%.

Другие методы расчета

Для зданий с повышенной этажностью необходимо применять более точный метод расчета, учитывающий пространственную работу элементов здания. Это обстоятельство необходимо учитывать и при меньшей этажности для районов с более интенсивной ветровой и сейсмической нагрузкой (побережья морей) и др.

Таким образом, пользование существующими указаниями по проектированию сборных железобетонных каркасов многоэтажных зданий (У-104-52) следовало бы ограничить зданиями этажностью 3—4 этажа (а не 10—14 этажей, как оказано в Указаниях) и определенными географическими районами. Для зданий же повышенной этажности необходим более точный метод расчета, учитывающий все главные факторы, влияющие на возникновение усилий в элементах каркаса от действии вертикальной и горизонтальной нагрузки.

каркасная схема здания

Неполная каркасная схема отличается от полной только упрощением каркаса за счет замены наружных стоек несущими стеновыми панелями.

Все соображения, приведенные в предыдущем пункте относительно уточнения расчета элементов каркаса, распространяются и на неполные каркасные системы. В этом случае приемлемым решением будет передача горизонтальной нагрузки на объединенную систему элементов каркаса и вертикальную диафрагму. В основу такой системы положены принципы совместной смещаемости элементов каркаса и вертикальных диафрагм.

Ссылка на основную публикацию