Часто применяемые схемы расчета
Расчет железобетонных рам обычно производят с учетом упругой работы всех элементов, принимая оси элементов проходящими по линиям центра тяжести бетонного элемента, а жесткости элементов равными Еb*I, где I момент инерции сечения бетонного элемента. Рекомендуется учитывать наличие жестких приопорных участков элементов, а также податливость жестких узлов сопряжения элементов.
Влияние неупругой работы элементов, а также прогибов колонн на моменты в элементах (деформированная схема) учитывается отдельно упрощенными способами.
Расчет рамы производят методом деформаций (перемещений) прикладывая в основной системе метода фиктивные защемления во всех узлах, а также фиктивные горизонтальные опоры на уровне всех ригелей. Определение углов поворота узлов и горизонтальных смещений ригелей можно производить путем решения канонической системы уравнений либо любым итерационным способом. Такой расчет обычно производится с помощью компьютерных программ.
Для приближенных расчетов, при невозможности использовать компьютерные программы, расчеты на вертикальные и горизонтальные нагрузки производятся раздельно. Для расчета на вертикальные нагрузки рама разделяется на 3 одноэтажные рамы: для верхнего, среднего и нижнего этажей (рис. ниже).
При этом число пролетов принимается не более 3, примыкающие стойки, кроме стоек 1-го этажа, имеют длины, равные половине высот этажей, и шарниры по концам. Влиянием жестких приопорных участков, а также горизонтальными смещениями обычно пренебрегают. При учете этих допущений для рам с равными пролетами опорные моменты ригелей при разных схемах загружения можно определять с помощью табл. ниже.
Фактическая (а) и упрощенные (б) расчетные схемы рамы
Коэффициенты а для определения опорных моментов ригелей при различных схемах расположения нагрузки q
В табл. приняты следующие обозначения:
В/l
Мij=a*ql2; к =---------------------; В и Всоl - жесткости ригеля и колонны.
Вcol/ Icol,
Изгибающие моменты в стойках для каждой схемы загружения рамы определяют по разности опорных моментов ригелей в узле, распределяя ее пропорционально погонным жесткостям стоек Dk / lcol.
Расчет на горизонтальные (ветровые) нагрузки производят, принимая нулевую точку эпюры моментов стоек всех этажей, кроме первого, в середине высоты этажа, а для первого этажа на расстоянии 2/3 высоты от низа (рис. ниже).
К упрощенному способу определения усилий
Ярусные поперечные силы, равные сумме ветровых сил, приложенных j к вышележащим перекрытиям определяют по выражению Qj = Σ Wj, аi=1 затем распределяют эти силы между отдельными стойками пропорционально их жесткостям Qk = Qj* Dk/Σ Di
По найденным поперечным силам определяют моменты в стойках всех этажей, кроме первого, по формуле М = Qkl / 2.
Для первого этажа моменты в верхнем и нижнем сечениях равны соответственно MB=Qkl/3 и Мн =2Qkl/3.
При определении опорных моментов ригелей у средних узлов суммарный момент в узле от выше и ниже расположенных стоек распределяется между ригелями пропорционально их погонным жесткостям. В крайнем узле опорный момент ригеля равен сумме моментов стоек.