Кручение

Неоднородное распределение массы приводит к расположению центра тяжести на некотором расстоянии от геометрического центра. Поскольку притяжение тела за счет действия силы тяжести направлено к центру земли (т.е. вниз), противоположная по знаку реактивная сила направлена вверх и проходит через центр тяжести, что обеспечивает равновесие физического тела без возникновения момента.

При ускорении частиц тела в горизонтальном направлении за счет действия сил инерции во время землетрясения применяются те же принципы равновесия. Землетрясения создают силы инерции, которые можно сравнить с неорганизованным, пульсирующим эквивалентом горизонтальной составляющей ускорения силы тяжести: каждая частица тела получает ускорение в поперечном направлении (иногда и в вертикальном). При равномерном распределении массы по плоскости перекрытия, результирующее усилие при горизонтальном ускорении всех частиц тела проходит через центр перекрытия. Если равнодействующая реактивных сил за счет включения в работу стеновых блоков или каркаса проходит через геометрический центр перекрытия, где с противоположным знаком приложена результирующая прилагаемых нагрузок, то сохраняется динамическое равновесие. Если это условие не выдерживается, то возникает горизонтальное вращение или кручение (см. рис. 3.2.1).

Рис. 3.2.1. Кручение в здании простой конфигурации

Кручение в здании с простым решением плана, объясняется тем, что равномерно распределенная горизонтальная нагрузка не уравновешена равномерным распределением сопротивлений элементов конструкции. Для симметрично решаемых планов с равномерно распределенной массой перекрытий, стеновых блоков и колонн идеальное архитектурно-планировочное решение сейсмостойких зданий и сооружений предусматривает симметричное во всех направлениях расположение элементов конструкции, при котором, независимо от направления воздействия на перекрытие сейсмической нагрузки, конструкция работает при распределенной жесткости, что предотвращает возникновение вращения. Поэтому, при проектировании сейсмостойких конструкций зданий и сооружений необходимо стремиться к симметричному относительно главных осей и равномерному в плане распределению масс и жесткостей.

Дата добавления: 2015-07-13