Методика определения вертикальных нагрузок - постоянных и временных, горизонтальных- ветровых нагрузок, а также расчетных сочетаний воздействий была приведена в главе 8 и может быть
полностью использована для расчета каркасных зданий.
Рассмотрим здесь возможные упрощения при определении ветровой нагрузки путем введения некоторых допущений. В главе 8 уже были сделаны допущения о том, что при определении периода собственных колебаний принимается только первая форма колебаний, т. е. по основному тону, а также об использовании трапециевидной эпюры статического скоростного напора ветра. Если к тому же предположить, что первая форма колебаний выражается прямой линией ', то воздействие пульсации ветрового напора можно представить в виде треугольной нагрузки (рис. 13.1) с ординатой на уровне верха здания:
здания по графику на рис. 2 СНиП П-А. 11-62; т - коэффициент пульсации ветрового напора, равный 0,2.
Учитывая условность определения периода собственных колебаний расчетным путем, для чего необходимо знать действительную жесткость здания и жесткость основания (эти величины и являются в значительной мере условными), целесообразно принимать в расчетах на прочность каркаса зданий большой высоты - более 20 этажей - максимальное значение динамического коэффициента \ для железобетона, равное 2,4.
При этом верхняя ордината нагрузки от пульсации ветра по формуле (13.1) будет равна:
Поясним допустимость такого подхода к определению расчетных ветровых нагрузок. Характерной особенностью жилых и общественных зданий является относительно равномерное расположение масс по высоте сооружения, т. е. М\ = = М2= ... =М, а также грузовых поэтажных площадей для определения ветровых нагрузок Si = S2= ... 5.
Отсюда видно, что величина максимального момента мало зависит от формы колебаний здания.
Приведем формулы для определения полных изгибающих моментов на уровне земли от динамической и статической части ветровой нагрузки в случае, когда эпюра статической части ветровой нагрузки представлена в виде трапеции (см. рис. 13.1,а):
Для облегчения вычислений в табл. 13.1 приведены величины изгибающих моментов на уровне земли (на 1 пог. м ширины здания) от нормированной (по СНиП) эпюры ветровой нагрузки для Москвы, нижняя ордината статической нагрузки, вычисленная из условия равенства моментов от трапециевидной и от нормированной эпюры статической нагрузки и верхняя нормированная ордината статической ветровой нагрузки1.
Величина qu взятая из этой таблицы, должна подставляться в формулу (13.7).
Предлагаемая упрощенная методика определения расчетной ветровой нагрузки по сравнению с методикой "Временных указаний по проектированию крупнопанельных жилых домов высотой 10-16 этажей" (см. главу 8), основанной на определении динамического воздействия ветра в зависимости от получаемого расчетным путем периода собственных колебаний, приводит к погрешности в определении усилий - изгибающих моментов и поперечных сил для зданий высотой в пределах 25 этажей - примерно на 8-12%, что вполне приемлемо.
Другим горизонтальным воздействием на каркас являются случайные нагрузки, возникающие вследствие перелома осей колонн по высоте здания. Определение величины этой нагрузки связано с исследованием общей устойчивости каркаса здания, работающего как внецентренно сжатая консоль под воздействием вертикальных и горизонтальных нагрузок.
Особенность каркаса связевой системы состоит в том, что вертикальные нагрузки, стремящиеся вывести его из состояния устойчивого равновесия, воспринимаются большим числом колонн, собственная жесткость которых мала. Таким образом, здание удерживается в состоянии устойчивого равновесия только связевыми диафрагмами жесткости.
Влияние деформации внецентренно сжатого железобетонного стержня на ве-
Особенности работы диафрагм жесткости, вынужденных удерживать в устойчивом состоянии все вертикальные несущие конструкции каркаса, могут быть учтены при определении свободной высоты диафрагм. Она определяется сопоставлением эйлеровых критических сил для собственно диафрагмы и для диафрагмы, удерживающей связанные с ней колонны1.
