Расчет каркаса в продольном направлении

3. Расчет каркаса в продольном направлении

 

Определим жесткость связевых панелей на уровне верха колонн без учета продольных деформаций колонн и распорок (в запас прочности):

Для определения периода собственных колебаний и форм колебаний необходимо вычислить динамические характеристики одноэтажной рамы поперечника здания. Принимаем колонны сечением: Двутавр: ; Определяем перемещение колонн от действия единичных горизонтальных сил, приложенных в уровне верха колонн.

Жесткость одной колонны:

Жесткость сечения самонесущей стены (или ее элемента) определяется без учета трещин и принимается равной 0,8E₀I_c:

Перемещение отдельной колонны:

Жесткость каркаса здания на уровне верха колонн C определяется по формуле  п - число колонн (или рам) в каркасе здания (отсека);

δ_kk - перемещение отдельной колонны (или рамы) на уровне ее верха от действия горизонтальной единичной силы, приложенной в том же уровне.

Жесткость каркаса здания:

Определим вертикальную нагрузку от собственного веса конструкций и снега. Q = 4903 кН.. Вертикальную нагрузку принимаем сосредоточенной в уровне верха колонн.

На одну раму приходится нагрузка :

Определяем период собственных колебаний каркаса в поперечном направлении здания:

Определяем коэффициент динамичности для каркаса здания:

β – коэффициент динамичности, соответствующий i-му тону собственных колебаний здания или сооружения, принимаемый согласно п. 2.6 : Для грунтов II категории по сейсмическим свойствам

При 0,1е<Т<0,4е ;

а) в уровне верха колонн рамы, с учётом коэффициента 1,2 :

тогда расчётная сейсмическая нагрузка равна:

 

При сейсмичности площадки 8 баллов и более при грунтах III категории к значению S_ik вводится множитель 0,7, учитывающий нелинейное деформирование грунтов при сейсмических воздействиях.( СНиП II-7-81 Строительство в сейсмических районах. М., 2000)

Так как мы рассматриваем отдельную раму, то коэффициент  :

б) по длине колонны - от собственного веса колонны, с учётом коэффициента 1,2 :

4. Определение сейсмических нагрузок с учетом кручения здания в плане

Рис.4-Поворот здания в плане

1– Центр масс;

2 – Центр жесткостей.

Значение расчетного эксцентриситета  между центрами жесткостей и веса здания принимаем равным 0,1В, где В- размер здания в плане в направлении, перпендикулярном действию силы  При расчете здания в поперечном направлении В=60м; =0,1∙60=6 м; Вычислим угловую жесткость здания:

Определим полную сейсмическую нагрузку на раму каркаса с учетом поворота здания в плане:

рама по оси 1

рама по оси 2

рама по оси 3

рама по оси 4

рама по оси 5

рама по оси 6

рама по оси 7

рама по оси 8

рама по оси 9

рама по оси 10

5. Антисейсмические мероприятия

 

В целях обеспечения пространственной жесткости каркаса, устойчивости покрытия в целом и его элементов в отдельности необходимо предусматривать систему связей между несущими стальными конструкциями покрытий (ферм) в плоскости их верхних и нижних поясов и в вертикальных плоскостях.

Горизонтальные антисейсмические швы в стенах должны устраиваться на уровнях расположения опорных и стыковых ригелей каркаса стен и верха цокольной части стен.

Вертикальные антисейсмические швы в местах пересечения стен осуществляют путём изготовления специальных Г-образных трехслойных панелей, в которых в месте антисейсмического шва из металлических облицовочных листов выполняются компенсатор, а жесткий утеплитель заменяется на эластичный.

В зданиях со стальным каркасом с высотами большими, чем предусмотрено унифицированными габаритными схемами, сопряжения колонн с ригелями покрытия рекомендуется выполнять в виде жестких рамных узлов с целью ограничения деформаций от сейсмических нагрузок. В продольном направлении каркасы могут проектироваться по той же конструктивной схеме, как и в поперечном направлении или по схеме с установкой стальных связей между стойками

В целях обеспечения пространственной жесткости каркаса, а также устойчивости покрытия в целом и его элементов в отдельности необходимо предусматривать систему связей между несущими стальными конструкциями покрытия (фермами) в плоскости их верхних и нижних поясов и в вертикальных плоскостях.

В покрытиях из стального профилированного настила система связей в плоскости верхних поясов стропильных стальных ферм состоит из поперечных связевых ферм и распорок, роль которых выполняют прогоны. Связевые поперечные фермы устанавливаются в двух крайних (у торцов и антисейсмических швов здания). Независимо от расчета в зданиях (отсеках) со стропильными фермами с параллельными поясами с расчетной сейсмичностью 8 и 9 баллов длиной свыше 60 м и 7 баллов длиной свыше 96 м следует устанавливать не менее одной промежуточной связевой фермы, а в зданиях (отсеках) со стропильными фермами треугольного очертания с расчетной сейсмичностью 9 баллов длиной 60 м и более рекомендуется устанавливать не менее одной промежуточной связевой фермы.

Промежуточные связевые фермы должны располагаться по длине здания (отсека) равномерно

Список литературы

 

1. СНКК 22-301-2000. “Строительство в сейсмических районах Краснодарского края”

2. СНКК 20-303-2002. “Нагрузки и воздействия. Ветровая и снеговая нагрузки. Краснодарский край”

3. СНиП 2.01.07-85*. “Нагрузки и воздействия” Госстрой М., 1985.

4. СНКК 23-302-2000. Энергетическая эффективность жилых и общественных зданий. Нормативы по теплозащите зданий. Краснодарский край

5. СНиП 2.02.01-83*. Основания зданий и сооружений. М., 1982.

6. СНиП II-7-81*. Строительство в сейсмических районах. М., 2000.