28. Рамные каркасы, особенности их работы под нагрузкой. Основы расчёта на вертикальные и горизонтальные воздействия.

Рамный каркас – система, в которой все соединения элементов принимаются жёсткими, позволяющими рассчитывать конструктивные элементы, как статически неопределимые. При этом предполагают, что при отсутствии вертикальных диафрагм не только вертикальные но и горизонтальные нагрузки полностью воспринимает жёсткий ж.б. каркас (поперечные рамы).

Обычно жёсткие соединения проектируют так, чтобы растягивающие усилия полностью воспринимались стальными закладными деталями, а сжимающие – бетоном, заполняющим соединение. В рамных зданиях узловые моменты возрастают к низу здания, вследствии чего при большой этажности не удаётся сохранить одни и те же сечения колонн в верхних и нижних этажах (именно поэтому в зд. с повышенной этажностью чаще применяют рамно-связевой каркас). Решение каркаса по рамной системе приводит к увеличению сечений сборных элементов и усложняет узлы сопряжений.

Расчёт на вертикальную нагрузку. Рассматриваются отдельные рамы, на которые расчленяются к-ции и рассматривают верхнюю среднюю и нижнюю раму. Если число пролётов рамы >3, допускается заменять многопролётную раму трёхпролётной, полагая, что изгибающие моменты в средних пролётах трёпролётной рамы такие же как и в многопролётной.

а- многопролётная и трёхпролётная рамы. б- эпюра моментов многоэтажной колонны.

Расчёт может выполняться по:

1. Методу перемещений. Должны выполняться 2 условия:

• Число неизвестных углов поворота д.б. = числу узлов в одном ярусе рамы.

• Горизонтальными смещениями при вертикальной нагрузке пренебрегают

2. Методу сил. Используется наиболее часто! - в качестве неизвестных принимают опорные моменты ригелей 1-го яруса рамы, где моменты:

М=(αp+βg) *L²

α и β –зависят от схемы загружения и жёсткости элементов (по таблице).

p и g – постоянная и временная нагрузки на ригель, L - пролёт ригеля.

Рассматриваются различные сочетания нагрузок:

При расчёте рамных систем целесообразно учитывать образование шарниров пластичности и перераспределение моментов. При высоте зд. > 40м обязательно учитываются динамические составляющие ветровой нагрузки.

Расчёт на горизонтальную нагрузку.

1. Определение ярусной поперечной силы:

V=F₁+F₂+…+F_i

2. Определение изгибающих моментов, действующих в стойках рамы:

в срелних ярусах

3. Ярусная поперечная сила распределяется между отдельными стойками пропорционально жесткостям этих стоек

м - количество стоек, B - жёсткость.

V_i=F₁+F₂+…+F_i

V₂=F₂+F₃+…+F_i

V_i=F_i

4. Определяются моменты по найденным поперечным силам.