Архитектурные конструкции(Страница: 23)

Страница: 
23

Архитектура читать 11.1 Общие принципы проектирования несущего остова и его элементов 23

Рис.II.5. Схема устойчивой работы здания на ветровую нагрузку:

W,Rш — давление ветра;Р— суммарная вертикальная нагрузка;R— равнодействующая;е— эксцентриситет

Пространственная жесткость несущего остова —-"это характер ТкгпГка системы, отражающая ее способность сопротивляться деформациям или, что то же, способность сохранять геометрическую неизменяемость формы. В строительной механике сооружение называется геометрически изменяемым в пространстве, если оно теряет форму при действии нагрузки; например, шарнирный четырехугольник (рис.II.6, а), к которому приложена небольшая горизонтальная сила; и, наоборот, шарнирный треугольник (рис. 11.6,б) - геометрически неизменяемая система. Превращение четырехугольника в геометрически неизменяемую систему можно осуществить двумя способами: ввести один диагональный стержень (рис.II.6, в) или заменить узел шарнирного соединения стержней на жесткий, неизменяемый, способный воспринимать узловые моменты (так называемыйрамный,рис.II.б.г).

Рис.II.6.Геометрически изменяемые и неизменяемые стержневые системы:

а — изменяемая; б — неизменяемая; в — превращение изменяемой в неизменяемую; г — рамные конструкции: / — диагональный стержень

Систему (схему), полученную первым способом, называютсвязевойпо наименованию диагонального стержня, именуемогосвязьюВторую —рамной.

С помощью каждого из этих способов можно придать геометрическую неизменяемость любой, многопролетной системе, состоящей «из ряда стоек, шарнирно связанных с ригелями и с «землей». При этом достаточно придать геометрическую , неизменяемость только одному из пролетов, чтобы система стала геометрически неизменяемой. Для доказательства в один из пролетов вводится диагональный стержень (рис.II.7,а).

image18.jpeg

Рис.II.7. Образование геометрически неизменяемых систем:

а— подсоединение нового узла; б — модель той же системы; в — одноэтажная геометрически неизменяемая система; г — то же, многоэтажная;1— диагональный стержень;2— новый узе-ч

Полученный геометрически неизменяемый четырехугольник можно считать «землей», рассматривая ее как неподвижную опору для шарнирно опертых на нее двух стержней узла2(рис. 11.7,6), т. е. рассматривая полученное как вновь образованный треугольник — новую неизменяемую систему. Подобные рассуждения можно повторить, поочередно присоединяя каждый новый узел с двумя стержнями (рис.

  1. 7, в).Вывод: доказано, что в многопролетной системе достаточно установить связи в одном из пролетов, чтобы система стала геометрически неизменяемой. Если рассмотреть многоэтажную систему (рис. 11.7, г), то каждый нижележащий этаж со связями можно принять за «землю», а неизменяемость элементов следующего этажа достигается установкой связей в одном из пролетов.

Рассмотренные стержневые схемы моделируют (как это принято в строительной механике) или плоские карка­сы, или проекции стен и перекрытий на плоскость чертежа. Соответственно приведенные доказательства относятся ко всем типам несущих остовов. Понятие же «геометрическая неизменяемость» тождественно понятию «пространственная жесткость», принятому в строительной практике. Соответственно связи именуют«связями жесткости».Этот термин получил различные толкования, которые необходимо оговорить.