Конспект лекций по дисциплине железобетонные и каменные конструкции, пространственные несущие системы 8 семестр Направление подготовки 08. 03. 01
 Скачать 1.19 Mb.
|
|
Министерство образования и науки РФ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Тульский государственный университет» Кафедра «Строительство, строительные материалы и конструкции» Трещёв Александр Анатольевич Профессор, доктор технических наук КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ по дисциплине ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ И КАМЕННЫЕ КОНСТРУКЦИИ, ПРОСТРАНСТВЕННЫЕ НЕСУЩИЕ СИСТЕМЫ 8 семестр Направление подготовки: 08.03.01 «Строительство» Профиль подготовки: «Промышленное и гражданское строительство» Форма обучения очная Тула 2016 г. Рассмотрено на заседании кафедры протокол № 12 от « 24 » июня 2016 г. Зав. кафедрой А.А.Трещев СОДЕРЖАНИЕ Лекция № 1 ………………………………………………………………………..... 4 Лекция № 2 ………………………………………………………………………... 10 Лекция № 3 ………………………………………………………………………... 20 Лекция № 4 ………………………………………………………………………... 27 Лекция № 5 ………………………………………………………………………... 33 Лекция № 6 ………………………………………………………………………... 38 Лекция № 7 ………………………………………………………………………... 43 Лекция № 8 ………………………………………………………………………... 50 Лекция № 9 ………………………………………………………………………... 55 Лекция № 10 ………………………………………………………………………. 61 Лекция № 11 ………………………………………………………………………. 73 Лекция № 12 ………………………………………………………………………. 80 Лекция № 13 ………………………………………………………………………. 87 Библиографический список ……………………………………………………… 94 Л Е К Ц И Я № 8/1 П Л А Н 1.1. Особенности обеспечения пространственной жесткости многоэтажных гражданских зданий. 1.2. Вертикальные нагрузки на несущие системы многоэтажных зданий. 1.1. ОСОБЕННОСТИ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ ЖЕСТКОСТИ МНОГОЭТАЖНЫХ ГРАЖДАНСКИХ ЗДАНИЙ Многоэтажные здания проектируют как с использованием каркасной, так и бескаркасной схемы. Выбор каркасной схемы зависит от назначения здания и категории массива застройки. Каркасная схема используется для зданий общественного и административного назначения. Бескаркасная схема с монолитными или сборными стенами используется для жилищного строительства. При высоте жилых зданий 20 м и более эффективно применение каркасной схемы. Важнейшим условием обеспечения этих качеств несущей системы здания является обеспечение надёжного сопротивления горизонтальным нагрузкам и воздействиям. При проектировании многоэтажных зданий пространственная жёсткость может обеспечиваться различными способами компоновки каркасной схемы, которые отличаются друг от друга способом восприятия горизонтальной нагрузки. В каркасных зданиях при поперечных многоэтажных рамах и поперечных несущих стенах (диафрагмах жесткости) горизонтальная нагрузка воспринимается вертикальными элементами несущей системы совместно. В этом случае пространственная жесткость в поперечном направлении обеспечивается по рамно-связевой схеме. В продольном направлении при наличии диафрагмы пространственная жесткость обеспечивается по связевой схеме. Рис. 1.1. Схемы обеспечения пространственной жёсткости в каркасных зданиях: 1 - ригели многоэтажных рам; 2 - диафрагмы жесткости Горизонтальные диски перекрытий и покрытия не позволяют свободно деформироваться элементам вертикальных конструкций, т.е. они обеспечивают совместную работу многоэтажных рам и диафрагм, тем самым, выравнивая их деформации. При поперечном расположении диафрагм жесткости и продольном расположении многоэтажных рам пространственная жесткость здания в поперечном направлении обеспечивается по связевой схеме, а в продольном по рамной схеме. Каркасная схема здания с шарнирным решением сопряжения ригеля с колонной в обоих направлениях работает как связевая схема. Рамно-связевые и рамные системы получили широкое распространение в сейсмических районах. Связевая схема позволяет унифицировать элементы каркаса, так как горизонтальная нагрузка воспринимается диафрагмами жесткости, а колонны работают на вертикальную нагрузку. В бескаркасных зданиях пространственная жесткость обеспечивается совместной работой внутренних продольных и поперечных стен и дисков перекрытий по связевой схеме. Широкое распространение получили каркасные схемы с центральным замкнутым ядром жесткости. Рис. 1.2. Схема несущей системы с центральным ядром жесткости: 1 - ригели многоэтажных рам; 2 - диафрагмы жесткости; 3 - замкнутое ядро жесткости Сетка колонн укрупняется для свободы планировки. Могут быть убраны промежуточные колонны, когда ригели опираются на элементы ядра жесткости. Использование ядра жесткости позволяет повысить жесткость против кручения здания в плане. Ядро жесткости может быть разомкнутое (см. рис. 3). Рис. 1.3. Разомкнутое ядро жёсткости. При проектировании ядер диафрагмовой системы для обеспечения высоких эксплуатационных качеств системы вертикальные ядра и диафрагмы следует располагать так, чтобы обеспечить пространственную жесткость несущей системы в двух направлениях. Кроме того, чтобы создать предпосылки для обеспечения жесткости системы против закручивания, 1 2 2 2 1 1 1 1 3 диафрагмы и ядра жесткости располагаются так, чтобы в жестких дисках перекрытий не создавалось больших температурных усилий (см. рис. 4). 1) 2) 3) Рис. 1.4. Различные варианты расстановки элементов диафрагмовой системы 1 - Схема имеет низкое сопротивление закручиванию. 2 - Жесткость на кручение достаточно высокая, так как диафрагмы удалены относительно центра жесткости здания, но возникают значительные усилия в перекрытии (т.е. возникают высокие внутренние температурные усилия в перекрытии). 3 - Наиболее оптимальный вариант. 1.2.ВЕРТИКАЛЬНАЯ НАГРУЗКА НА ЭЛЕМЕНТЫ НЕСУЩЕЙ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ СИСТЕМЫ В МНОГОЭТАЖНЫХ ЗДАНИЯХ. Постоянными нагрузками одновременно загружены все междуэтажные перекрытия. Вероятность одновременного загружения всех перекрытий максимальными временными нагрузками снижается с увеличением общей этажности здания. Поэтому постоянные нагрузки учитываются полностью, а величина временной нагрузки согласно СНиП 2.01.07-85* “Нагрузки и воздействия” могут снижаться путём домножения на коэффициент условия работы 1 n , который зависит: -от назначения здания; -грузовой площади приходящейся на вертикальные конструкции; -количества перекрытий, располагаемых над располагаемых над рассматриваемым расчетным уровнем. Для многоэтажных зданий жилого назначения, учебных заведений, административных зданий с офисами 1 n определяется по формуле n A n 4 0 4 0 1 1 (1.1) Для зданий, имеющих выставочные, читальные залы или торговые принимается коэффициент 2 n n A n 5 0 5 0 2 2 (1.2) где n - число перекрытий располагающихся над расчетным уровнем. 1 A и 2 A - коэффициенты, учитывающие относительную грузовую площадь при загружении вертикальных конструкций Для элементов с 2 9 1 м А А для зданий 1-й группы 1 / / 6 , 0 4 , 0 1 А А А Если 2 9м А , то 1 1 / А А Для элементов с 2 36 2 м А А для зданий 2-й группы 2 / / 5 , 0 5 , 0 2 А А А Если 2 36м А , то 1 2 / А А Как следует из выражения (1.1) и (1.2) при изменении расчетного уровня снижение временной нагрузки происходит на неодинаковую величину, т.е. при изменении расчетного уровня необходимо менять временные нагрузки на выше расположенных этажах. При расчете пространственной системы с учетом сопротивления связей сдвига необходимо знать временную нагрузку не только от выше расположенных этажей, но и нагрузку ниже расчетного уровня. Анализ временных нагрузок, действующих на элементы многоэтажных гражданских зданий, позволил рекомендовать вместо выражения (1) и (2) единый коэффициент условия работы 3 n , одинаковый для всех расчетных уровней в зависимости от этажности здания. Таблица 1.1. Зависимость коэффициента условий работы от этажности здания Общая этажность здания 9 12 16 20 25 30 35 40 50 и более 3 n 0,57 0,54 0,51 0,49 0,47 0,45 0,44 0,43 0,42 Использование коэффициента 3 n позволяет считать вертикальную нагрузку как равномерно распределенную по высоте здания, если оно имеет монотонную структуру. Тогда погонная временная нагрузка, действующая на i-тый вертикальный элемент, определяется следующим образом: H F P i i 0 , (1.3) где H - полная высота здания; i F - полная нагрузка от одного этажа, включая собственный вес конструкций. Это сосредоточенная нагрузка, действующая на вертикальный элемент, собранный с соответствующей грузовой площади в пределах одного этажа. i n i i V G F 3 i G - сосредоточенная постоянная нагрузка; i V - временная нагрузка. Суммирование производится по всем перекрытиям и покрытиям здания. В общем случае погонная вертикальная нагрузка прикладывается к вертикальным элементам внецентренно. Тогда её можно привести к осевой распределенной силе и моменту. Окончательно для любого расчетного уровня полный расчетный изгибающий момент от вертикальной нагрузки будет изменяться линейно, и определяться по формуле X m Mi eq i eq , i e 0 i P 0 0 i P eq i M ) ( х М eq i идеализированная эпюра фактическая эпюра Рис. 1.5. Приведение погонной вертикальной нагрузки к распределённой силе и моменту где X -координата, отсчитываемая от верха здания. Учитывая, что фактическая эпюра моментов имеет ступенчатый характер, то поперечная сила принимается равная нулю. Если вертикальный элемент соединён с другими с помощью шарнирных связей, то осевая погонная нагрузка вызывает в нём лишь равномерное сжатие, что никак не сказывается на работе всей системы. Если же вертикальный элемент соединён с другими при помощи связи сдвига конечной жесткости, то осевая продольная сила может вызывать деформацию всей пространственной системы. Это происходит в том случае, если на соседние столбы действуют удельно-неравные нагрузки i P 1 1 0 0 ) ( ) ( i red b i i red b i A E P A E P red A приведенная площадь сечения. Рис. 1.6. Схема соединения вертикального элемента с другим с помощью шарнирных связей При этом столбы стремятся к различной осевой деформации, а связи деформируются сами и деформируют несущую систему. В общем случае внецентренно приложенных погонных вертикальных нагрузок к столбам, соединённым связями сдвига можно свести нагрузку к удельно-равной осевой и моментам 2-х типов: 1 , 1 , i i i eq m m (рис. 1.8). i i eq i e P m 0 ; 1 0 1 1 i i eq i e P m ; 1 ) ( , 0 0 1 0 1 b P P b P M i i i i i , где i red b i red b А Е А Е ) /( ) ( 1 eq i m 0 i P i 1 i Рис. 1.7. Схема соединения вертикального элемента с другими при помощи связи сдвига конечной жесткости. i e 1 i e 0 i P 0 1 i P o P 1 , i i m 0 P Рис. 1.8. Схема центрального приложения погонной вертикальной нагрузки Л Е К Ц И Я № 8/2 П Л А Н 2.1. Ветровые нагрузки 2.2. Сейсмические нагрузки 2.3. Расчетные модели диафрагмовых систем. Типы связей. Гипотезы, принимаемые при расчете. 2.4. Изменения в определении нагрузок согласно СП14.13330.2011 и СП20.13330.2011 2.1. ВЕТРОВАЯ НАГРУЗКА. Она нормируется по СНиП 2.01.07-85* “Нагрузки и воздействия” в зависимости от районов строительства и типов строительной площадки. В общем случае ветровая нагрузка складывается из статической (средней) и динамической (пульсационной). Статическая составляющая, соответствующая установившемуся скоростному напору учитывается всегда. Динамическая нагрузка, вызываемая пульсацией скоростного напора, учитывается лишь при расчетах зданий высотой более 40 м. Нормативная нагрузка 0 на 1 м 2 фасада здания определяется в зависимости от типа здания или сооружения. Для многоэтажных зданий регулярной структуры эта нагрузка в произвольной точке по высоте определяется следующим образом ) ( 0 t k k с н н n , (2.1) где 0 - установившийся ветровой напор; с - аэродинамический коэффициент; 8 0 АКТ C , 6 0 4 0 ПАС C (определяется по таблице 4 СНиП); k - коэффициент, учитывающий изменение скоростного напора по высоте; н k - тот же коэффициент, но на уровне верха здания; н - коэффициент пульсации давления на уровне верха здания; - коэффициент пространственной корреляции ветрового давления (определяется по СНиП, таблице 9, в зависимости размеров фасада); H z t 4 1 - высотный параметр; z - расстояние от уровня земли до рассматриваемого уровня; H - полная высота здания; - коэффициент динамичности позволяющий рассматривать динамическую нагрузку как статическую, определяется в зависимости от параметра 940 0 1 f T , (2.2) где 1 T -период собственных колебаний первой формы; 4 1 f -коэффициент надёжности ветровой нагрузки. Коэффициент динамичности определяется по графику (рис. 2 СНиП), по первой кривой (см. рис. 2). Ветровая нагрузка зависит от периода первой формы собственных колебаний. Рис. 2.1 Рис. 2.2. К определению коэффициента динамичности. При проектировании в общем случае рассматривается не более 3-х первых форм собственных колебаний, которые зависят от конструктивной схемы здания. Для каркасных зданий ) 1 2 ( 4 i Kh m H T i , (2.3) где H -полная высота здания; m -ярусная масса с учетом постоянной и временной нагрузок, собранных в пределах этажа; m g G m k ; m h - средняя высота этажа; m 5 0 0 n n H H ; Рис. 2.3. Схема распределения ярусной массы по высоте сооружения. 0 H - фактическая высота многоэтажного здания; n - количество этажей; К - сдвиговая жесткость многоэтажной рамы (условно приведенной к единому элементу): ) 1 1 ( 12 k k r S h K ; k S - сумма погонных изгибных жесткостей стоек условной рамы 1 этажа; k r - сумма погонных изгибных жесткостей ригелей рамной системы; i - номер тона свободных колебаний (1,2,3). Для зданий, имеющих связевую или рамно-связевую структуру период собственных колебаний 3-х форм определяется по формуле 1форма 2форма 3форма 2 для гибких сооружений 1 ЖБК,С,К3 Bh m H T i i 2 , (2.4) где m - ярусная масса; H - полная фактическая высота здания; i - коэффици- ент, учитывающий форму свободных колебаний; B - суммарная изгибная жесткость диафрагм жесткости в своей плоскости; 8 , 1 1 ; 3 , 0 2 ; 1 , 0 3 При сборе ветровой нагрузки учитывается 1-я форма свободных колебаний, а 2-я и 3-я учитываются при сейсмических нагрузках. В СНиП не приводятся рекомендации по определению i T .Однако, как показали эксперименты, при расчете ветровой нагрузки, следует учитывать только 1-вую форму свободных колебаний, а точность определения этого периода слабо влияет на результирующую ветровую нагрузку. Поэтому для многоэтажных зданий из железобетона или каменной кладки в пособии по проектированию рекомендована приближенная формула для определения T 1 H T 021 0 1 , (2.5) где H - полная высота здания (в метрах). Согласно СНиП эпюра нормативной ветровой нагрузки представляет собой фигуру, ограниченную с одной стороны ломаной линией. 60 60 , n w 40 n w 40 20 , n w 20 10 n w 10 5 , n w 5 Рис. 2.4. Эпюра нормативной ветровой нагрузки При расчете сложных многоэтажных систем фактическую ветровую нагрузку приводят к эквивалентной трапеции таким образом, чтобы площадь нормативной и приведённой эпюр были одинаковые и центр тяжести обеих площадей располагался на одном уровне: H a A q n ) 1 ( 2 ; (2.6) H x x H a 0 0 3 3 2 ; (2.7) n q n q a 0 x -координата центра тяжести; A S x 0 ; S - статический момент инерции, фактической эпюры относительно земли; A – площадь нормативной ветровой эпюры; H – полная высота ветровой нагрузки в пределах здания. Ординаты приведенной расчетной эпюры определятся следующим образом f n q q ; f n aq aq . (2.8) При трапециевидной эпюре для любого уровня по высоте здание имеет погонную ветровую нагрузку: ) 1 1 ( ) ( x H a qL x q , консольную поперечную силу: ) 2 1 1 ( ) ( 0 x H a qLx x Q консольный изгибающий момент: ) 3 1 1 ( 2 ) ( 2 0 x H a qLx x M , где L - длина здания с наветренной или заветренной стороны; X - координата горизонтального уровня, отсчитываемого от верха здания. При расчете многоэтажных зданий должно обязательно проводиться ускорение свободных колебаний в верхнем этаже под действием пульсационной составляющей. Предельная его величина определяется медико-биологическими требованиями и принимается 2 / 1 , 0 ] [ с м W , с тем, чтобы не вызвать неприятных ощущений у людей на верхних этажах. Фактическая величина ускорения определяется по приблизительной формуле a p M W , где p - нормативная пульсационная составляющая ветровой нагрузки для верха здания на 1 м 2 фасада (н/м 2 ); a M - масса здания, включающая временные и постоянные нагрузки ) (кг , относящиеся к 1 м 2 фасада здания; н н н p t k c 0 , н t =1.4 - для верха здания. 2.2. СЕЙСМИЧЕСКАЯ НАГРУЗКА Многоэтажные здания, проектируемые в районах с сейсмичностью более 6 баллов должна рассчитываться с учётом сейсмической нагрузки, которая определяется по СНиП II-7-81*. Сейсмическое воздействие на здание характеризуется возникновением сил инерции, тем больших, чем больше масса здания. Сейсмические нагрузки преимущественно имеют горизонтальные направляющие. n m k m 3 m 2 m 1 m Рис. 2.5. Схема для расчёта здания на сейсмическую нагрузку, как защемлённую в основании консоль с сосредоточенными массами. При расчете на сейсмическую нагрузку при её сборе здание рассматривается как консоль, защемлённая в основании с сосредоточенными этажными массами. При расчете на сейсмическую нагрузку учитывается 3 формы свободных колебаний. Тогда сейсмическая нагрузка приводится к сосредоточенным силам, длина которых в зависимости от уровня и тона свободных колебаний определяется следующим образом k ik i ik G S 2 1 (2.9) где 1 - коэффициент, учитывающий допускаемые повреждения здания (принимается по СНиП), 25 0 1 - для зданий, конструкций которые допускают остаточные деформации и трещины при обеспечении безопасности людей и оборудования, для зданий не допускающих повреждения 1 1 ; 2 - коэффициент, учитывающий конструктивную схему здания, так для зданий с количеством этажей меньше 5-ти 9 0 2 , для зданий с количеством этажей больше 5-ти 5 1 ) 5 ( 1 0 1 2 n , n - число этажей; - коэффициент, учитывающий гибкость здания: для каркасных зданий при 25 col Эт b h - 5 1 , при 15 col b h - 1 , для промежуточных значений принимается по интерполяции, для зданий со связевой структурой 1 , Эт h высота этажа, col b размер сечения колонны; - коэффициент, учитывающий расчетную сейсмичность и принимаемый при сейсмичности в 7, 8, 9 баллов, соответственно 0.1, 0.2, 0.4; i -коэффициент динамичности, зависящий от формы собственных колебаний и от категории грунта по сейсмичности, для I- вой (суглинки, пески) категории грунтов - 3 1 i i T , для грунтов II-ой категории (плотные глины) - 7 2 1 1 i i T , для грунтов III-ей категории (скальные грунты) 2 5 1 i i T ; k G - ярусная вертикальная сосредоточенная нагрузка, определяемая, как сумма постоянной, длительной и кратковременной нагрузок. Длительная нагрузка принимается с коэффициентом сочетания 8 0 , постоянная 9 0 , кратковременная 5 0 ik - коэффициент, учитывающий форму свободных колебаний динамической системы здания по i-му тону и зависящий от места расположения нагрузки n j j j i j j i k i ik G X Y G X Y X Y 1 2 ) ( ) ( ) ( ; где ) ( k i X Y - величина горизонтальных смещений динамической системы соответствующих i-тому тону в уровне k-того перекрытия. n k 1 2 3 Рис. 2.6. К определению горизонтальных смещений Горизонтальное смещение y определяется по уравнению, описывающему изменение свободных колебаний. В расчетной практике это уравнение аппроксимируется тригонометрическим полиномом. При определении сейсмической нагрузки можно знать не абсолютную величину горизонтального смещения, а относительную. 2 ) 1 2 ( sin ) ( _ j j i i x y , где i -номер формы; H х j i / - относительная координата, j х - измеряется от уровня земли. Сосредоточенные силы, соответствующие 3-м формам свободных колебаний ik S заменяются ступенчатой распределённой эпюрой и в дальнейшем приводятся к эквивалентной трапеции. j x i y k x i y Это обеспечивает расчет на ветровые и сейсмические нагрузки по одним и тем же формулам. Усилия от сейсмической нагрузки определяются отдельно для каждой формы свободных колебаний, а полное усилие определяется по формуле: 2 3 2 2 2 1 N N N N . (2.10) Рис. 2.7. Ступенчатая распределённая эпюра, заменяющая сосредоточенные силы. 2.3. РАСЧЕТНЫЕ МОДЕЛИ ДИАФРАГМОВЫХ СИСТЕМ. ТИПЫ СВЯЗЕЙ. ГИПОТЕЗЫ, ПРИНИМАЕМЫЕ ПРИ РАСЧЕТЕ Вертикальные несущие конструкции пространственной системы состоят из столбов диафрагм и ядер жесткости, колонн каркаса и связей, соединяющих эти элементы по вертикальным швам. Такими связями являются сварные соединения закладных деталей или выпусков арматуры, выступы плит перекрытия, перемычки или участки перекрытия над проёмами, бетонные шпонки. Рис. 2.8. Пример связей по вертикальным швам (выступ плиты перекрытия). Эти связи называются связями сдвига, так как они препятствуют свободному сдвигу соединяемых элементов по вертикальным швам при изгибе. Условно эти связи сдвига разделены на 3 типа: 1. Абсолютно жесткие; 2. Шарнирные; 3. Податливые. 1 f 2 f 0 M 0 M вн M 1 M 2 M Рис. 2.9. Схемы деформирования вертикальных элементов при жёстких связях и при шарнирных связях соответственно эт ik H S 1 M 2 M При деформировании вертикальных элементов, соединенных жесткими связями столбы диафрагм воспринимают внешний момент совместно, а связи остаются недеформированными и направляются по радиусу кривизны изогнутого элемента. В случае шарнирных связей сдвига столбы деформируются самостоятельно, а связи поворачиваются. В случае податливых связей сдвига внешние изгибающие моменты уравновешиваются внутренними изгибающими моментами в столбах 1 M и 2 M , и парой сил, возникающих за счет сопротивления связей сдвигу b N M M M 2 1 0 . (2.11) 3 f 1 M N b 2 M N Nb M 1 +M 2 Рис. 2.10. Схема деформирования вертикальных элементов при податливых связях Для вариантов рассматриваемых соединений, справедливы соотношения 2 3 1 f f f Вертикальные элементы в составе пространственной системы могут иметь 1 ряд связей сдвига или несколько. В этих случаях диафрагмы называются односвязными и многосвязными. Если диафрагма соединена с элементом рамы связями, то соединение называется рама-диафрагма. односвязная двусвязная односвязная двусвязная двусвязная Рис. 2.11. Примеры видов диафрагм и рамо-диафрагм. Колонны каркаса имеют изгибную жесткость значительно меньшую, чем столбы диафрагм, поэтому они не могут рассматриваться как самостоятельные элементы. Т.е. в каркасных системах считается, что колонны воспринимают только продольные усилия и местные изгибающие моменты от деформирования связей. Диафрагмовые системы принято схематизировать континуальной, дискретной и дискретно-континуальной моделями. Дискретная модель сохраняет дискретное расположение элементов и связей сдвига. Причем элементы системы подвергаются более детальной дискретизации на конечных элементах в методе конечных элементов либо производится замена несущей системы стержневой решеткой в методе замены континуума стержневой решеткой. Дискретная модель может применяться для расчета простых систем или отдельных диафрагм. Континуальная модель представляет собой пространственную несущую систему в виде сплошной многостенчатой призматической оболочки с вертикальными или горизонтальными осями. Рис. 2.12. Континуальная модель диафрагмовой системы. В многоэтажных зданиях наружные стены преимущественно выполняют ограждающие функции, поэтому континуальные модели для таких систем неприменимы. Они используются для расчета ядер жесткости. Дискретно-континуальная модель сохраняет дискретное расположение вертикальных несущих элементов, а дискретные связи сдвига заменяют непрерывным их распределением по высоте несущей системы. Рис. 2.13. Дискретно-континуальная модель диафрагмовой системы. В результате такой замены, при решении больших систем алгебраических уравнений с большим количеством неизвестных заменяется одним дифференциальным уравнением или системой дифференциальных уравнений, порядок которых равен числу вертикальных швов между несущими вертикальными элементами. Разновидностью дискретно-континуальных моделей являются консольная и консольно-заменяющая модель. В консольной модели связи сдвига считаются либо шарнирными, либо абсолютно жесткими. Такая модель используется для расчета связевых каркасов, а при небольшой модификации и для расчета бескаркасных систем. Абсолютно жёсткая торцевая диафрагма В консольно-заменяющих моделях несущая система заменяется одним консольным стержнем, изгибная и сдвиговая жесткость которого эквивалентна аналогичным характеристикам всей системы. Рис. 2.14. Консольная модель диафрагмовой системы Расчет по общей дискретно-континуальной модели достаточно сложен, поэтому в ней используются возможные упрощения. В частности симметричные в плане несущие системы разбиваются на 2 независимые плоскопараллельные поперечные и продольные несущие системы. Кроме того, во всех моделях для удобства расчета начало вертикальной координаты несущей системы располагают в верхней точке здания, а ось направляют вниз. Помимо моделей схематизации при расчете пространственных систем принимают следующие рабочие гипотезы: 1) плоские стенки диафрагм жесткости не испытывают сопротивления чистого кручения; 2) междуэтажные перекрытия считаются абсолютно жесткими в своей горизонтальной плоскости и гибкими из неё; 3) в связях пренебрегают осевыми деформациями; 4) материал элементов несущей системы считается физически линейным; 5) считается, что при деформировании несущей системы её элементы получают малые перемещения. 2.4. ИЗМЕНЕНИЯ В ОПРЕДЕЛЕНИИ НАГРУЗОК СОГЛАСНО СП14.13330.2011 И СП20.13330.2011 2.4.1. Ветровая нагрузка Нормативное значение ветровой нагрузки w следует определять как сумму средней w m и пульсационной w р составляющих w= w m +w p (2.12) Нормативное значение средней составляющей ветровой нагрузки w m в зависимости от эквивалентной высоты z е над поверхностью земли следует определять по формуле w m =w 0 k(z е )c , (2.13) где w 0 – нормативное значение ветрового давления; k(z e ) – коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления для высоты z е ; c – аэродинамический коэффициент. Эквивалентная высота z е определяется следующим образом: а) для башенных сооружений, мачт, труб и т.п. сооружений z е =z ; б) для зданий: при h≤d → z е =h ; при h≤2d : для z≥h–d → z е =h ; для 0 е =d ; при h>2d : для z≥h–d → z e =h ; для d |