Характеристика каменных зданий с жесткой и упругой конструктивной схемой. Жесткие и упругие опоры.

К зданиям с жесткой конструктивной схемой относятся многоэтажные промышленные и гражданские здания с часто расположенными поперечными стенами. В этих зданиях ветровые и другие горизонтальные нагрузки, воспринимаемые продольными стенами, передаются от них на перекрытия, а от последних на поперечные стены, обладающие большой жесткостью в поперечном направлении (в своей плоскости). А усилия от поперечных стен передаются через фундаменты на грунт. Предельные расстояния между поперечными стенами — l_пред, при которых обеспечивается неподвижность в горизонтальной плоскости перекрытий - диафрагм, приведены в табл. 1 (для железобетонных перекрытий расстояния между поперечными стенами принимают от 24 до 54 м). К зданиям с упругой конструктивной схемой относятся в основном одноэтажные промышленные здания, у которых при отсутствии жестких горизонтальных связей поперечные устойчивые конструкции располагаются на расстояниях, превышающих l_пред. В этом случае устойчивость здания создается поперечной устойчивостью самих продольных стен и столбов за счет их собственного веса и заделки в грунт, а также за счет жесткости покрытия. Расчет продольных стен. В многоэтажных зданиях с жесткой конструктивной схемой стены и столбы рассматриваются как вертикальные неразрезные многопролетные балки, опертые на неподвижные опоры - перекрытия (рис. 1, а). С целью упрощения расчета допускается рассматривать стену или столб расчлененными по высоте на однопролетные балки с расположением опорных шарниров в уровне низа плит или балок перекрытий (рис. 1, б). Момент от внецентренно приложенной на каком-л. этаже нагрузки будет действовать на стену в пределах этого этажа. Изгибающие моменты от ветровой нагрузки следует определять в пределах каждого этажа как для балки с защемленными концами: (рис 1, в) Основные расчетные формулы, необходимые для определения продольных сил и изгибающих моментов в горизонтальных сечениях стен зданий с жесткой конструктивной схемой (рис. 3): - конструкция стены а: ; ;

- конструкция б: ; где N - сумма расчетных нагрузок на стену, расположенных выше рассматриваемого этажа; N₁ - расчетная величина опорного давления перекрытия над рассматриваемым этажом; N₂- расчетное значение собственного веса участка стены между рассматриваемым сечением и расположенным выше этажом; N_xи М_х- нормальная сила и изгибающий момент в рассчитываемом сечении стены. Расчет поперечных стен. Здания с жесткой конструктивной схемой воспринимают полную ветровую нагрузку своими поперечными стенами и участками продольных стен. Эти поперечные стены-устои рассчитываются как консоли, заделанные в фундамент. Поперечные сечения таких консолей могут иметь форму двутавра, тавра, швеллера. Нагрузки, действующие на эту консоль: - вертикальная от собственного веса, перекрытий и покрытия; - горизонтальная от активного давления ветра и отсоса. Консоль следует рассчитывать как сжато-изогнутый элемент, на который действуют продольная сжимающая сила N и изгибающий момент М. При расчете стен (или их отдельных вертикальных участков) должны быть проверены: - горизонтальные сечения на сжатие или внецентренное сжатие; - наклонные сечения на главные растягивающие напряжения при изгибе в плоскости стены; - раскрытие трещин от вертикальной нагрузки разнонагруженных, связанных между собой стен или участков смежных стен разной жесткости. Расчетное сдвигающее усилие при учете совместной работы поперечных и продольных стен в местах их взаимного примыкания в пределах высоты этажа определяется как для упругого материала.