Оптимізація регулюванням зусиль рамно-підкісного сталевого каркасу цивільної будівлі

Анотація

Сталеві конструкції дозволяють споруджувати будівлі з індивідуальними розмірами та різного функціонального призначення, використовуючи при цьому типові архітектурно-конструктивні рішення. Підвищенню рівня уніфікації несучих будівельних конструкцій сприяє використання однакових поперечних рам, що встановлюються з рівним кроком. Жорсткість рам у власній площині забезпечується або встановленням системи вертикальних і горизонтальних в’язей (при цьому вузли спирання балок на колони виконуються шарнірними), або влаштуванням жорстких вузлів між балками та колонами. Ще одним ресурсоефективним способом забезпечення жорсткості рами у власній площині є встановлення підкосів між колоною й балкою. Завдяки такому рішенню підвищується жорсткість кожної рами та збільшується робочий внутрішній простір будівлі за рахунок відсутності вертикальних в’язей між колонами у поперечному напрямку будівлі. Нерозрізний ригель перекриття у цьому випадку необхідно розраховувати як балку на шарнірних опорах на стійках рами та на проміжних пружних опорах із заданою попередньо визначеною жорсткістю на підкосах. Напруження по довжині ригеля перекриття можна регулювати та оптимізувати за рахунок зміни жорсткості підкосів і схеми їх установлення,. Показано, що нехтування різною жорсткістю стійок і підкосів завищує в декілька разів опорні моменти на підкосах. Це зі свого боку зменшує прольотні моменти, що загалом приводить до отримання хибних результатів статичного розрахунку. У цілому, використання рамно-підкісної схеми каркаса цивільної будівлі дало можливість ресурсоефективно відрегулювати внутрішні зусилля по довжині основних елементів поперечних рам будівлі – стійок і ригелів. Навіть із врахуванням додаткових витрат сталі на влаштування підкосів витрати металу на несучі рами будівлі зменшено на 6% (0,85 кг/м²) в основному за рахунок зменшення перерізу на один номер прокатного двотавра ригелів перекриття