Ригели и стойки двухшарнирной рамы)

Расчёт основных несущих конструкций выполняется в следующей последовательности: геометрический расчёт; подсчёт нагрузок; статический расчёт; подбор сечений; расчёт на прочность, устойчивость и по деформациям; расчёт узловых соединений.

Геометрический расчёт заключается в определении осевых длин всех элементов конструкции. Оси конструкций, соответствующих схемам 1-3 (таб.1) по левую сторону от оси симметрии разбивают на пять промежуточных сечений, вычисляют их координаты и углы наклона касательных, необходимых для дальнейшего расчёта.

Нагрузки на конструкцию подсчитываются с учётом собственного веса конструкции, шага основных несущих конструкций, уклона, величины пролёта и высоты здания.

Статический расчёт заключается в определении продольных усилий, моментов, поперечных сил при наиневыгоднейшей комбинации нагрузок. В основное сочетание нагрузок входят: собственный вес и одна из временных нагрузок, вызывающая максимальные изгибающие моменты; в дополнительное сочетание нагрузок – собственный вес и все временные нагрузки одного знака, вызывающие максимальные изгибающие моменты. Во втором случае усилия от временных нагрузок уменьшаются коэффициентом, равным 0,9.

Поперечные рамы здания, состоящие из двух колонн, защемлённых в фундаментах и шарнирно-соединённых с ригелем (варианты расчётных схем 4-10), представляют собой статически неопределимую систему с одним неизвестным, см. рис.1.

Рис. 1. Расчётная схема рамы

Продольное усилие в ригеле, принимаемое за лишнее неизвестное X, определяют по зависимости (2):

(2)

где - усилие от ветровой нагрузки, приложенной в уровне ригеля;

- усилие, вызываемое действием нагрузки от стенового ограждения (, - равнодействующая вертикальной нагрузки от стенового покрытия, l - расстояние между серединой стенового ограждения и осью колонны);

- усилие в ригеле от равномерной ветровой нагрузки на колонны.

В заделке колонн определяются изгибающие моменты, поперечные и продольные силы.

Поперечное сечение принимается прямоугольным, высота сечения колонны определяется по формуле (3):

(3)

где H – высота колонны.

Ширина сечения колонны b _кпринимается равной .

Колонна рассчитывается: в плоскости рамы – как сжато-изогнутый элемент, из плоскости рамы – как центрально-сжатый элемент. Предельная гибкость колонны λ=120. Расчётная длина колонны в плоскости рамы при отсутствии жёсткихторцовых стен принимается равной =2,2 H; из плоскости рамы = H или расстоянию между узлами вертикальных связей.

Сечения элементов должны быть подобраны надёжно и экономно. Максимальные напряжения в них не должны превышать или быть ниже 90% расчётных сопротивлений, либо иметь гибкость, близкую к предельно допустимой. Примеры расчёта основных конструкций приведены в [7,8].