Статический расчет несущих конструкций зданий

Статический расчет предшествует расчету строительных конструкций, в том числе расчету каменных и армокаменных конструкций. Начинается статический расчет с определения расчетной схемы. Расчетная схема стен и столбов многоэтажных каменных зданий может быть принята в виде неразрезной многопролетной балки с неподвижными опорами на уровне перекрытий, отстоящих друг от друга на расстояние равное высоте этажа. Для упрощения расчета в пределах этажа неразрезная балка заменяется однопролетной статически определимой балкой с шарнирными опорами на уровне опирания перекрытий (см. рис. 9.2).

В пределах каждого этажа на стену (столб) действует нагрузка N от вышележащих этажей здания, N₁ - от перекрытия, расположенного над рассматриваемым этажом и собственный вес стены (столба) G. Нагрузка N₁ для крайних столбов и наружных стен может прикладываться с эксцентриситетом е (расстояние от оси стены до центра тяжести треугольной эпюры распределения давления под опирающимся перекрытием).

Изгибающий момент М (см. рис. 9.2) рассчитывается от вертикальной нагрузки N₁, приложенной в пределах рассматриваемого этажа. При этом значение момента изменяется от максимального значения равного М до нуля. Для промежуточных сечений, расположенных на расстоянии х от верхней опоры расчетной схемы, значение изгибающего момента в этом сечении определяется по формуле

где

Н – высота этажа.

Целью проведения статического расчета является вычисление усилий, действующих в сечениях рассчитываемой конструкции (продольных сил – N, поперечных сил – Q, изгибающих моментов – М).

При расчете каменных конструкций по несущей способности они, в общем случае, могут рассматриваться как центрально- и внецентренно-сжатые, изгибаемые, центрально-растянутые элементы. При расчете на вертикальную нагрузку каменные стены работают как внецентренно сжатые элементы, поэтому для них определяются два усилия: N и М. На рисунке 9.2 приведены эпюры М и N.

Кроме вертикальных нагрузок (собственный вес конструкций, полезная нагрузка на перекрытия, снеговая нагрузка на покрытие), наружные стены здания испытывают действие ветровой нагрузки, стены подвала – действие давления грунта. На горизонтальные нагрузки каменные стены работают как изгибаемые элементы, поэтому для них определяются изгибающие моменты М (см. рис. 9.2).

При проведении статического расчета конструкции к ее расчетной схеме прикладываются отдельно: постоянная, снеговая, полезная на перекрытие и ветровая нагрузки, давление грунта. После построения всех эпюр назначается одно или несколько сечений конструкции, где ожидаются максимальные значения усилий, как от отдельных нагрузок, так и от их сочетаний.

Наиболее неблагоприятные сочетания усилий устанавливаются на основе анализа реальных вариантов одновременного действия различных нагрузок. При учете сочетаний, включающих усилия от постоянные и не менее двух временных нагрузок, усилия умножаются на коэффициенты сочетаний, равные:

o для усилий от длительных нагрузок y₁ =0,95;

o для усилий от кратковременных нагрузок y₂ =0,90.

Рис. 9.2. Расчетная схема стены на действие вертикальных нагрузок

Дата добавления: 2014-01-20