Особенности расчета каркаса многоэтажных зданий.
Связи конструируются в виде ферм с поясами из колонн и стойками из балок перекрытия, дополнительно ставятся раскосы. Раскосы конструируются на фасонках. Сборка элементов связей проектируются на монтажных болтах, а раскосы к фасонке крепятся при помощи сварки.
Проверка жесткости к ветровой нагрузке
сводится к определению максимального
прогиба каркаса:
и
проверки перекоса в отдельных панелях.
Проверка прогиба является условной,
так как учитывается условная ветровая
статическая нагрузка. Считается, что
вся нагрузка воспринимается каркасом
без учета жесткости, которую придают
зданию ограждающие конструкции и
внутренние стены, но такая условная
проверка гарантирует, что у зданий
больших колебаний от ураганного ветра
не будет. Ограничения перекоса каркаса
в отдельных панелях гарантирует
сохранность стенового заполнения и
внутренней отделки зданий от трещин.
Балки при свободном опирании на колонны рассчитывают как однопролетные. колонны в основном работают на центральное сжатие при полном загружении. Дополнительно проверяется несущая способность колонн на одностороннее загружение временной нагрузкой:
.
При определении расчетного изгибающего момента в колонне ее рассматривают как неразрезную балку с внешним моментом, приложенным на опорах. Такой же расчет производится, если реакция левой и правой балок Рп; Рл неодинаковы. Если каркас состоит из рамных систем с жестким сопряжением балок с колонной, то расчет на вертикальную нагрузку производится приближенным методом. Условно принимаем, что при загружении одного пролета усилия возникают только в колоннах и ригелях, примыкающих к данному пролету. При этих предпосылка расчетная схема имеет два неизвестных момента (опорные моменты у загруженного ригеля). Моменты находят методом деформаций. Расчетные значения моментов в колоннах и ригелях определяются из наиболее неблагоприятной комбинации загружения данного и соседнего ригеля, как временной, так и постоянной нагрузкой.
Горизонтальные нагрузки воспринимают рамы, расположенные по всем рядам колонн (рамная система), или отдельные связи (связевая система). При рамной системе ветровая нагрузка распределяется между рамами пропорционально их жесткости. Учитывается пространственная работа каркаса, связанного жесткими горизонтальными дисками. Раму после определения горизонтальной нагрузки рассматривают как плоскую. Делают приближенный расчет. Рама принимается статически определимой в результате размещения шарниров.
Ветровая нагрузка на отдельно стоящие вертикальные связи распределяются пропорционально их жесткости. Если связи несимметричны, учитывают дополнительный момент от закручивания всего здания.
Связи смещаются на одинаковую величину параллельно сами себе и дополнительно перемещаются на некоторый угол от поворота здания. После определения нагрузки на связи они рассчитываются как вертикальные фермы.
Особенности листовых конструкций.
Листовые конструкции представляют собой емкости в виде тонкостенных сплошных оболочек. Условия работы листовых конструкций (ЛК):
- наземные,
- полузаглубленные;
- подземные;
- подводные.
Листовые конструкции могут воспринимать статические и динамические нагрузки, работать под низким, средним и высоким давлением, вакуумом, под воздействием средних или агрессивных сред. Для листовых конструкций характерно двухосное напряженное состояние. В местах сопряжения различных оболочек на участках защемления их у колец жесткости, крыш, днищ возникают местные напряжения, быстро затухающие по мере удаления от этих участков.
Листовые конструкции совмещают несущие и ограждающие функции, имеют большую протяженность швов в 2 - 3 раза большую, чем в обычных металлических конструкциях на единицу массы. К швам предъявляются повышенные требования. Они должны быть прочными и герметичными. Швы выполняются встык и внахлестку. Целесообразно соединение встык. Соединение встык с накладками применяется реже, так как увеличивается протяженность шва и создаются большие напряжения в зоне шва. Для упрощения работы используют соединение внахлестку. Для листовых конструкций применяют листы толщиной до 4мм из холоднотянутой стали. Если требуется толщина 4 -10мм, то применяется горячекатаная сталь. Для резервуаров кислот применяют алюминиевые сплавы или биметаллы (сталь, покрытая нержавеющей сталью или никелем). Для защиты от коррозии наружную поверхность резервуаров или газгольдеров покрывают лакокрасочной пленкой. Низ днища вертикального цилиндра резервуара или газгольдера предохраняется от коррозии изоляционным слоем на песчаном основании. Внутри листовые конструкции защищены от коррозии только при наличии агрессивной среды, для сернистой нефти – перхлорвиниловое покрытие. Специфика работы листовых конструкций учитывает γс = 0,8.