Бескаркасные схемы крупноэлементных зданий

бескаркасная схема

Бескаркасная схема характеризуется несущими стеновыми панелями, способными воспринимать все усилия, возникающие от действия горизонтальной и вертикальной нагрузок. Надобность в специальных добавочных вертикальных диафрагмах, используемых в качестве несущих перегородок (помимо основных поперечных стен и стен лестничных клеток), видимо, отпадает даже при большой этажности здания и большой интенсивности ветровой нагрузки, однако при условии надежности сопряжений продольных и поперечных стен, а также надлежащих соединений панелей друг с другом.

В практике проектирования в этом случае принимается тот же необоснованный принцип полной передачи горизонтальной нагрузки на жесткие поперечные стены, которые, в свою очередь, рассчитываются, как защемленные в основании консольные балки.

Что такое крупноэлементное каркасное здание?

Крупноэлементное каркасное здание представляет собою пространственное сочетание замоноличенных и горизонтальных элементов, работающих совместно в общей системе типовой секции.

Хотя система вертикальных связей обладает большой жесткостью, система типовой секции должна в какой-то мере смещаться под действием горизонтальных сил.

Большая жесткость перекрытий на изгиб в своей плоскости дает основание считать, что все точки системы в пределах типовой секции смещаются в плоскости перекрытия на одну и ту же величину, а это обстоятельство позволяет нам объединить моменты инерции ригелей и стоек каркаса, равно как и вертикальных диафрагм (поперечных стен).

Бескаркасные схемы крупноэлементных зданий

В итоге образуется (в зависимости от типа узловых сопряжений) приведенная рамная система. Возможность смещения приведенной рамы ограничивается жесткостью включенной в нее системы вертикальных диафрагм. Влияние системы можно выразить через коэффициенты податливости упруго оседающих опор, представляющих собой прогибы консольной системы от действия единичной силы, приложенной последовательно к каждому ярусу системы.

Симметрия каркаса позволяет далее перейти к более простой обратно симметричной схеме, а последняя заменяется более удобной, с вычислительной точки зрения, эквивалентной схемой.

Расчет таких рам наиболее удобно производить методом последовательного сопряжения, что позволяет значительно сократить вычислительные операции, а также допускает пользование счетной линейкой.

Определение моментов для каждой плоской рамы, входящей в типовую секцию, а также прогибов системы осуществляется на основе полученной эпюры моментов приведенной рамы.

При расчете на вертикальную нагрузку пространственная схема приведенной рамы отпадает и заменяется схемой плоской рамы, рассчитываемой способом последовательного сопряжения элементов.

Приближенная методика расчета сборных бескаркасных крупноэлементных зданий

Характер конструкции бескаркасного здания еще находится в стадии становления, не выбран окончательно тип узловых сопряжений и не установлена степень их податливости.

Учитывая эти обстоятельства, а также огромные трудности, стоящие на пути разработки точного метода расчета бескаркасных зданий, в настоящее время возможна лишь постановка вопроса о приближенной методике расчета подобных систем.

Расчет на горизонтальные место при применении несущих перегородок (перекрытия) можно рассматривать как связи, обеспечивающие устойчивость поперечных стен. План типовой секции можно представить как сложное сечение спорного консольного стержня, жестко заделанного в основание (консольный метод).

При расчете на вертикальные нагрузки нормальные усилия в стенах (от вертикальной нагрузки) слагаются из собственного веса стен и нагрузок, передаваемых от перекрытий.

Бескаркасные схемы крупноэлементных зданий

Перекрытия рассчитываются, как разрезные балочные плиты, опертые на стены. Расчет бескаркасных зданий со сравнительно редким расположением поперечных стен и перекрытиями, уложенными в поперечном направлении, зависит от степени податливости соединений поперечных стен с продольными. При жестком соединении можно допустить расчет этой системы изложенным выше консольным методом.
При податливой конструкции этого шва система может рассчитываться по схеме приведенной рамы с учетом защемления горизонтальных диафрагм. В настоящее время считается, что продольные стены соединяются панелями перекрытий шарнирно. Более правильным будет принятие принципа упругой заделки, входящего в основу расчета приведенной рамы.

При расчете на вертикальную нагрузку следует учитывать, что при монтаже панелей перекрытий происходит свободный поворот от действия собственного веса, после чего места соединений панелей со стенами замоноличиваются. Таким образом, при расчете системы необходимо учитывать только моменты от действия нагрузки, появляющейся после замоноличивания (вес полов, перегородок, полезная нагрузка).

Изложенная методика приближенного расчета учитывает основные физические явления, возникающие в крупноэлементном доме от действия горизонтальных и вертикальных нагрузок и может служить основой для дальнейшего уточнения рабочего метода расчета зданий средней этажности.

Сравнительная несложность такого расчета делает возможным применение его в проектной практике.

Ссылка на основную публикацию