Связевые и рамные каркасы

7.1.3.6 Связевые элементы должны обладать высокой изгибной и (или) сдвиговой жесткостью и жестко или частично податливо соединяться с фундаментами. Суммарная жесткость связевых элементов должна быть достаточна для восприятия и передачи на фундамент не менее 90 % всех горизонтальных нагрузок, что должно обеспечиваться соответствующей конструкцией, количеством и характером размещения связевых элементов. Они должны гарантировать устойчивость раскрепляемых несущих элементов (колонн и т. д.). Каркасы, в которых связи удовлетворяют приведенным выше требованиям, называют связевыми, в иных случаях — рамными.

Гибкость и влияние начальных несовершенств сжатых элементов

7.1.3.7 Гибкость сжатых элементов зависит от их расчетной длины l₀

. (7.45)

Расчетная длина внецентренно сжатого элемента определяется как для элементов рамной конструкции при наиболее невыгодном для данного элемента расположении нагрузки, принимая во внимание неупругие деформации материалов и наличие трещин. Продольные усилия во всех элементах, кроме рассматриваемого, принимают неизменными, т. е. рассматривается неодновременная потеря устойчивости элементов каркаса. Значение изгибной жесткости элементов каркаса допускается принимать по 7.1.3.4.

7.1.3.8 Для элементов наиболее часто применяющихся конструкций допускается принимать расчетную длину l₀ равной:

а) для элементов ферм и арок — по таблице 7.3;

б) для колонн одноэтажных производственных зданий с шарнирным опиранием несущих конструкций покрытий, жестких в своей плоскости (способных передавать горизонтальные усилия), а также для эстакад — по таблице 7.4;

46

СНБ 5.03.01-02

в) для колонн многоэтажных зданий — рассчитывать по формуле

, (7.46)

где l_col — расстояние между внутренними гранями горизонтальных элементов перекрытий, обеспечивающих горизонтальную поддержку колонны в рассматриваемом направлении;

b — параметр, зависящий от коэффициентов жесткости сопрягаемых с колонной элементов K_i, определяемых по формулам (7.47)—(7.52) или по номограмме (рисунок 7.8).

Таблица 7.3 — Расчетные длины элементов ферм и арок

Наименование элементов	Расчетная длина l0 элементов ферм и арок
1 Элементы ферм: а) верхний пояс при расчете: в плоскости фермы: при е0 < 1/8h1 при е0 ³ 1/8h1 из плоскости фермы: для участка под фонарем (при ширине фонаря 12 м и более) в остальных случаях	0,9l 0,8l 0,8l 0,9l
б) раскосы и стойки при расчете: в плоскости фермы из плоскости фермы: при b1/b2 < 1,5 при b1/b2 ³ 1,5	0,8l 0,9l 0,8l
2 Арки: а) при расчете в плоскости арки: трехшарнирной двухшарнирной безшарнирной б) при расчете из плоскости арки (любой)	0,580L 0,540L 0,365L 1,000L
Обозначения, принятые в таблице: l — длина элемента между центрами примыкающих узлов для верхнего пояса фермы; при расчете из плоскости фермы — расстояние между точками его закрепления; L — длина арки вдоль ее геометрической оси; при расчете из плоскости арки — длина арки между точками ее закрепления из плоскости арки; h1 — высота сечения верхнего пояса; b1, b2 — ширина сечения соответственно верхнего пояса и стойки (раскоса) фермы.

Коэффициент жесткости сопрягаемых с колонной элементов определяется по формуле

, (7.47)

где К_А, К_В — значения коэффициентов жёсткости у двух концов колонны (см. рисунок 7.8);

B_col, B_b — жесткости примыкающих колонн и ригелей, определяемые по формуле (7.43);

a — параметр, учитывающий условия закрепления противоположного конца сопрягаемых с рассматриваемой колонной элементов, равный:

при защемлении — 1,0;

при шарнирном соединении — 0,5;

для консоли — 0.

В колонне нижнего этажа:

— при защемлении К = 0;

— при шарнирном сопряжении с фундаментом К = ¥.

47

СНБ 5.03.01-02

Таблица 7.4 — Расчетные длины колонн одноэтажных зданий

Характеристика здания и колонн					Расчетная длина l0 колонн одноэтажных зданий при расчете их в плоскости
					поперечной рамы или перпендикулярной к оси эстакады	перпендикулярной поперечной раме или параллельной оси эстакады
						при наличии	при отсутствии
						связей в плоскости продольного ряда колонн или анкерных опор
Здания	С мостовыми кранами	При учете нагрузки от кранов	Подкрановая (нижняя) часть колонн при подкрановых балках	Разрезных	1,5H1	0,8H1	1,2H1
				Неразрезных	1,2H1	0,8H1	0,8H1
			Надкрановая (верхняя) часть колонн при подкрановых балках	Разрезных	2,0H2	1,5H2	2,0H2
				Неразрезных	2,0H2	1,5H2	1,5H2
		Без учета нагрузки от кранов	Подкрановая (нижняя) часть колонн зданий	Однопролетных	1,5H	0,8H1	1,2H
				Многопролетных	1,2H	0,8H1	1,2H
			Надкрановая (верхняя) часть колонн при подкрановых балках	Разрезных	2,5H2	1,5H2	2,0H2
				Неразрезных	2,0H2	1,5H2	1,5H2
	Без мостовых кранов	Колонны ступенчатые	Нижняя часть колонн зданий	Однопролетных	1,5H	0,8H	1,2H
				Многопролетных	1,2H	0,8H	1,2H
			Верхняя часть колонн		2,5H2	2,0H2	2,5H2
		Колонны постоянного сечения зданий		Однопролетных	1,5H	0,8H	1,2H
				Многопролетных	1,2H	0,8H	1,2H
Эстакады	Крановые	При подкрановых балках		Разрезных	2,0H1	0,8H1	1,5H1
				Неразрезных	1,5H1	0,8H1	H1
	Под трубопроводы	При соединении колонн с пролетным строением		Шарнирном	2,0H	H	2,0H
				Жестком	1,5H	0,7H	1,5H
Примечание  При наличии связей до верха колонн в зданиях с мостовыми кранами расчетная длина надкрановой части колонн в плоскости оси продольного ряда колонн принимается равной H2. H  полная высота колонны от верха фундамента до горизонтальной конструкции (стропильной или подстропильной, распорки) в соответствующей плоскости; H1  высота подкрановой части колонны от верха фундамента до низа подкрановой балки; H2  высота надкрановой части колонны от ступени (консоли) колонны до горизонтальной конструкции в соответствующей плоскости.

48

СНБ 5.03.01-02

Приближенно значение b можно определять:

— для элементов несмещаемых каркасов (см. 7.1.3.9—7.1.3.16) как меньшее из двух значений:

b = 0,70 + 0,05(К_А + К_В) £ 1,0, (7.48)

b = 0,85 + 0,05К_min £ 1,0, (7.49)

где К_min — принимает меньшее из значений К_А и К_В;

— для защемленных с обоих концов элементов смещаемых каркасов (см. 7.1.3.17):

в области К_m < 2 ,(7.50)

в области К_m ³ 2,(7.51)

, (7.52)

при этом, для колонн с шарниром на одном из концов

K_m = 2,0 + 0,3K , (7.53)

где К — параметр на защемленном конце.

(7.54) (7.55)

Рисунок 7.8 — Номограмма для определения расчетных длин колонн:

а — несмещаемые каркасы;

б — смещаемые каркасы;

в — пример определения параметра К

49

СНБ 5.03.01-02

При наличии в рамах сжатых несущих элементов гибкостью l ³ 100 определение усилий и перемещений необходимо выполнять с учетом физической нелинейности, реологических свойств материалов, особенностей пространственного деформирования конструкции.