Несмещаемые каркасы

7.1.3.9 Каркасы, имеющие связевые элементы, или без них, в которых влияние перемещения узлов на расчетные моменты и усилия незначительно (не превышает 5 %), относят к несмещаемым. В других случаях они называются смещаемыми (податливыми).

7.1.3.10 Связевые каркасы относят к несмещаемым в случае, если их жесткость обеспечена соответствующими элементами жесткости, а также если в здании связи симметрично расположены, а их поперечная жесткость удовлетворяет условиям:

при n £ 3 a £ 0,2 + 0,1n, (7.56)

при n ³ 4 a £ 0,6, (7.57)

где n — количество этажей;

, (7.58)

h_tot — общая высота каркаса в метрах от обреза фундамента или другого недеформируемого элемента;

E_cm×I_c — номинальная суммарная изгибная жесткость всех вертикальных связевых элементов в рассматриваемом направлении. Растягивающие напряжения в бетоне связевых элементов от нормативных нагрузок не должны превышать расчетных сопротивлений растяжению. Если жесткость связевых элементов меняется по высоте здания, в расчетах используют эквивалентную жесткость;

F_v — сумма вертикальных нормативных нагрузок (при g_F = 1,0) на связевые и раскрепляемые конструкции.

При невыполнении условий (7.56) и (7.57) рама (или ее отдельный этаж) должна рассматриваться как смещаемая.

7.1.3.11 В многоэтажных рамных или связевых каркасах допускается принимать отдельный этаж несмещаемым, если соблюдается условие

£ 0,05 , (7.59)

где , V_u — суммарная вертикальная и сдвигающая расчетные силы в рассматриваемом этаже;

D₀ — взаимное смещение верха и низа колонн рассматриваемого этажа от силы V_u, определяемое из линейно-упругого расчета;

l — высота этажа (расстояние между центрами тяжести ригелей).

7.1.3.12 Влияние ползучести необходимо учитывать, если в результате ее развития происходит возрастание изгибающих моментов более чем на 10 %. В колоннах, монолитно защемленных в перекрытиях с обоих концов, влияние ползучести допускается не учитывать.

Связевые или сжатые элементы несмещаемых рам, в которых отсутствуют связевые элементы, следует проектировать с учетом влияния геометрических несовершенств.

7.1.3.13 Несущие сжатые элементы несмещаемого каркаса после определения усилий на основании упругого статического расчета вычленяют из системы и рассчитывают изолированно в соответствии с положениями, изложенными ниже, с учетом расчетных длин, определенных по 7.1.3.7.

7.1.3.14 Влияние гибкости (прогиба) сжатого элемента несмещаемого каркаса на его несущую способность учитывают путем увеличения рассчитанных относительно геометрической оси изгибающих моментов для сечений у концов рассматриваемого элемента и в средней трети его длины соответственно по формулам (7.60) и (7.61):

С_m , но не менее М₁ , (7.60)

50

СНБ 5.03.01-02

, (7.61)

где М₁ — изгибающий момент у рассматриваемого конца элемента;

М₂ — максимальный изгибающий момент в пределах средней трети длины элемента. Для ступенчатых колонн за отдельный элемент принимают часть колонны с постоянными размерами поперечного сечения;

— коэффициент увеличения момента в гибких сжатых элементах несмещаемых каркасов, определяемый по формуле

, (7.62)

, (7.63)

I_c — момент инерции сечения бетона относительно центра тяжести сечения элемента;

I_s — момент инерции площади сечения арматуры относительно центра тяжести сечения элемента;

l₀ — принимается согласно 7.1.3.8;

k_lt — коэффициент, определяемый по формуле (7.64), при этом М_Sd и М_lt в рассматриваемом сечении определяются относительно оси, параллельной линии, ограничивающей сжатую зону, и проходящей через центр наиболее растянутого и наименее сжатого (при полностью сжатом сечении) стержня арматуры, соответственно от действия полной и постоянных нагрузок. Если изгибающие моменты (или эксцентриситеты) от действия полной и постоянных нагрузок имеют разные знаки, то следует учитывать указания 7.1.3.15:

, (7.64)

где b₁ — коэффициент, принимаемый в зависимости от вида бетона по таблице 7.5;

М_Sd — изгибающий момент относительно растянутой или менее сжатой грани сечения от действия постоянных и переменных нагрузок;

М_lt — то же, от действия постоянных нагрузок;

d_е — коэффициент, принимаемый равным e₀ /h, но не менее

, (7.65)

здесь f_cd — в МПа;

j_р — коэффициент, учитывающий влияние предварительного напряжения арматуры на жесткость элемента; при равномерном обжатии сечения напрягаемой арматурой j_р определяется по формуле

, (7.66)

здесь s_cd — определяется при коэффициенте g_р = 1,0;

_e — коэффициент приведения, определяемый по формуле

При расчете из плоскости действия изгибающего момента начальный эксцентриситет продольной силы е₀ принимается равным значению случайного эксцентриситета.

7.1.3.15 Если изгибающие моменты (или эксцентриситеты) от полной и постоянной нагрузок имеют разные знаки, то при значении начального эксцентриситета полной нагрузки е₀, превышающем 0,1h, в формуле (7.63) принимают k_lt = 1,0. Если это условие не выполняется, значение k_lt определяют по формуле

51

СНБ 5.03.01-02

Таблица 7.5

Бетон	Коэффициент b1 в формуле (7.64)
Тяжелый Мелкозернистый, групп: А (на песке с модулем крупности более 2,0) Б (на песке с модулем крупности 2,0 и менее)	1,0 1,3 1,5

, (7.67)

где k_lt,1 — определяют по формуле (7.64), принимая М_Sd равным произведению продольной силы N_Sd от действия постоянных и переменных нагрузок на расстояние от центра тяжести до растянутой или наименее сжатой от постоянных нагрузок грани сечения.

7.1.3.16 Значение C_m в формуле (7.60) определяют из условия

, (7.68)

где М_max — больший из изгибающих моментов в опорных сечениях колонн (всегда положительный);

М_min — меньший момент (может быть положительным и отрицательным).

Для сжатых элементов несмещаемых рам, которые удовлетворяют условию

, (7.69)

продольный изгиб допускается не учитывать.

В формуле (7.69) М_min/М_max  (– 0,5). Значение М_min/М_max принимается положительным, если по всей длине колонны кривизна не меняет знака.