Решение вопроса об общей устоГ чивости
здания сводится к расчету
здания на устойчивую
прочность. В действующих нормах устойчивая
прочность сооружения или его элемента обеспечивается в расчете увеличением внеш них нагрузок либо снижением характеристик прочности материала путем умножения их на некоторый коэффициент (р, ц и т. д.) Здание в целом «работает» в условиях продольно-поперечного изгиба (внецентренного сжатия).
При этом в соответствии п. 7.51 СНиП Н-В *. 1—62 устойчивую
прочность здания можно получить умножением эксцентриситета на некоторый коэффициент ti>1.
Коэффициент п определяется по формуле
—V- (29)
где N — действующая в элементе нормальная сила;
ЛкР — критическое значение сжимающей силы для рассматриваемого элемента.
В зданиях со связевым каркасом в потере устойчивого равновесия участвует вес всего
здания, в равновесии оно удерживается только сопротивлением диафрагм изгибу. В соответствии с этим в формулу при вычислении коэффициента ц вместо нормальной силы N должен быть подставлен вес
здания G, а вместо критической силы NKp — критический вес
здания, который при равномерно распределенной по высоте массе
здания определится из выражения
(30)
кр (1,12//)» *
После соответствующих преобразований формула для коэффи циента т) имеет вид
G (1,12//)'
(3D
где G — нормативный вес
здания (с учетом полезной нагрузки); Н — высота
здания (от
поверхности земли);
В — суммарная
жесткость диафрагм рассматриваемого направления.
Так как
здание отклоняется от вертикали под действием
ветровой нагрузки, действующей кратковременно, и диафрагмы, как правило, работают на внецентренное сжатие с малыми эксцентриситетами, их
жесткость в соответствии с п. 9.3 СНиП П-В. * 1—62 * должна вычисляться по формуле
В = 0,85- E6In:k, (32)
где Е6 — начальный модуль упругости бетона стен жесткости, принимаемый по п. 31 СНиП П-В. * 1—62; /„ — приведенный момент инерции стен жесткости, вычисляемый с учетом разницы марок бетона колонн и диафрагм и наличия арматуры; k — коэффициент, учитывающий увеличение прогиба центра тяжести
здания от закручивания при несовпадении его с центром жесткости и увеличение прогиба
здания от деформаций основания. В случае изменения сечения диафрагм по высоте
здания в качестве /п подставляется момент инерции диафрагмы постоянного сечения, эквивалентной по прогибу действительной стене жесткости.
Для зданий с развитым планом и системой жесткостей, расположенной в центральной части
здания, может оказаться существенной крутильная
форма потери устойчивости. При рассмотрении последней в выражении для коэффициента п вес
здания G заменяется его крутильным моментом относительно центра жесткости
здания
0Kp=^(x* + y*)dxdy, (33)
а суммарный момент инерции диафрагм — крутильной жесткостью
здания
/кР = 2/П1(аг-а0)2. (34)
Коэффициент т) для поперечного направления. Поперечная
жесткость здания определяется по формуле Д„оп = й„оп-0,85£6/п. (35)
Коэффициент йпоп учитывает отношение прогиба верха
здания от изгиба диафрагм к суммарному прогибу, включающему кроме изгиба диафрагм закручивание
здания вокруг центра жесткости и деформации основания. При Е6 =3,15- Ю6 г/ж2 /поп =90 л*4,
ь -\№-= 0,465 и Япоп = 0,465-0,85-3,15 X
1,88+2.17
X Юв -90 = 112 -10е т/м2.
Нормативный вес
здания G= 13370 т, высота
здания Я=62,4 л тогда
= 1,06.
! _ 13370-1,12-62,4а 3,14М12-10в
Коэффициент т) для продольного направле-
ния. /„„
= 825 л*4 и km
кость
здания будет
0,2+0,77
= 0,206. Продольная жест-
"прод = 0,206 • 0,85 ■ 825 ■ 3,15 -106 = 455 • 106 г ■ м2 = 1,01.
Коэффициент т] при крутильной форме потери устойчивости (рис. 29). Крутильный момент веса
здания
GKp=jrfGr' = ? f ^dxdy{x2 + y2)==° f \'{xt +
F —ai—bxAa AD —a, -b,
= -у О (a, + a\ + b] + b\ — a,a, — bfij. При совпадении центра массы и центра жесткости, т. е. при «1=«1=уи bt-b2 = — получим
GKp = ^-G(4>+#); (36)
GKp = — 13370 (37,42 + 14,4г)=1789463 т-м*.
Крутильный момент инерции
/кр=£/(аг-а0)2 = 0. Крутильная
жесткость здания
= 0,85£-б /,
= 0;
GKp(1.12tf)2