§ 9. Рамно-связевые системы с глухими диафрагмами: свободная деформация конструкции

Рамно-связевые системы с глухими диафрагмами: свободная деформация сплошной и проемной конструкции

Отмеченные особенности работы рассмотренных несущих систем объясняются различием свободной деформации сплошной и проемной конструкции. Это различие удобно проиллюстрировать на примере рамно-связевой системы (рис.9-3).

Рис. 9-З. Деформация под действием горизонтальной нагрузки

a — свободной диафрагмы; б — свободной рамы; в — диафрагмы и рамы, связанных в рамно-связовом блоке.

Действительно, деформации свободной рамы от распределенной горизонтальной нагрузки определяются главным образом поперечными силами, вызывающими смещение ее колонн. При этом рама в целом деформируется по кривой, обращенной выпуклостью в сторону смещения вершины рамы (рис. 9-3, б). В то же время вертикальная диафрагма деформируется как консольная балка в основном под действием изгибающих моментов. Ее упругая линия обращена выпуклостью в сторону, противоположную смещению вершины диафрагмы (рис. 9-3, а). Поскольку рамы и диафрагмы связаны дисками перекрытий, они вынуждены деформироваться совместно и одинаково. Причем вверху вся система получает некоторый угол наклона α(x = 0), отличный от нуля, но меньший, чем в свободной диафрагме.

Так как от всякой распределенной нагрузки поперечная сила вверху рамы Qp = 0, то, согласно (8-53), должно быть

α(x = 0) = s/b • Q_p = 0

Между тем, как только что было показано, α(x = 0) ≠ 0 (рис. 9-3, в), и, следовательно, Qp (x = 0) ≠ 0, что говорит о появлении вверху рамы какой-то сосредоточенной силы, не входящей в состав заданной внешней нагрузки.

Очевидно, эта сила возникает как давление диафрагмы на раму. Соответственно в диафрагме возникает как бы верхняя упругая опора, реакция которой равна по величине и обратна по знаку этой силе. Эти две статически эквивалентные нулю внутренние силы взаимодействия рамы и диафрагмы и есть найденные выше силы ± Р (9-16).

Приведенное рассуждение основывалось на зависимости (8-53), которая не учитывает влияния продольных деформаций колонн на перемещения рамы. В высоких и узких рамах, как мы видели, это влияние может быть существенным.

Учет продольных деформаций колонн снижает величину сосредоточенных взаимных воздействий ± Р между рамой и диафрагмой в вершине рамно-связевой системы. Причем это снижение больше при менее мощных сечениях рамы (или при более мощных диафрагмах). Действительно, преобразуя (9-16), с учетом того, что в рамно-связевой системе ΣB = В*, получим

± Р = B¯q/B⁰λ (A – (a-1)/λH) (9-17)

а из (9-14), т. е. без учета продольных деформаций колонн, имеем

± Р1 = q/λ (A – (a-1)/λH) (9-18)

Следовательно, учету продольных деформаций соответствует поправка к величине Р1 в виде множителя B¯/B⁰, который меньше единицы и потому уменьшает Р по сравнению с Р1. Кроме того, при B⁰ = const этот множитель тем меньше, чем меньше жесткость рамы В¯, и, следовательно, чем слабее рамы, тем более снижается величина Р.

Внизу рамно-связевого блока условие, характерное для защемленной диафрагмы, α(x = H) = 0 оказывается обязательным и для рамы вследствие совместности их деформации, поэтому должно быть в раме, поскольку интеграл в (8-134) равен нулю:

α(x = H) = s/b • Q_p = 0.

что возможно только при QP(x = H) = 0, так как s имеет конечную величину, отличную от нуля. Отсюда следует, что нагрузка, передающаяся на раму (доля общей внешней горизонтальной нагрузки), является самоуравновешенной, т. е. двузначной, и ничего не снимает с диафрагмы в целом, но только перераспределяет внешнюю нагрузку по высоте диафрагмы, как это видно на схеме а (см. рис. 9-2). Этот вывод достаточно закономерен, так как жесткость и площадь опорного поперечного сечения в диафрагме несопоставимо больше, чем в раме, и, конечно, диафрагма должна воспринять почти полностью всю поперечную силу, приходящуюся на опорное сечение рамно-связевой системы.

Все сказанное выше по поводу особенностей работы рамно-связевой системы принципиально справедливо и для всякой системы, сочетающей глухие и проемные конструкции. Однако в проемной конструкции, являющейся элементом несущей системы, но имеющей в своем составе столбы, т. е. в диафрагме или рамо-диафрагме, поперечная сила в заделке уже не равна нулю, как это видно из рис. 9-1, б.

<< Рамно-связевые системы с глухими диафрагмами: учет продольных деформаций

Рамно-связевые системы с глухими диафрагмами: двузначность эпюр нагрузки >>

24.10.2014 [10:56 ]

Эта статья еще не комментировалась. Инф-Ремонт будет признателен первому комментарию о статье