|
43 Моделирование геометрической формы производится на основе геометрических соображений («похожести» формы) и начинается с выделения из объекта его несущей части. И если в каркасном здании довольно просто указать на его основные несущие конструктивные элементы, то для зданий с несущими стенами это удается сделать далеко не сразу. Более того, несущие элементы в таких зданиях могут оказаться различными для разных режимов работы. При моделировании здания совместно с основанием по характеру учета пространственной работы чаще всего используют следующие типы моделей: Одномерная модель верхнее строение (здание) заменяется балкой, загруженной внешней нагрузкой, лежащей на упругом основании (грунте). При этом здание может рассматриваться как бесконечно жесткая балка (EJ=oo), либо как балка с приведенной изгибной жесткостью EJnp, или балка с приведенной изгибной EJnp и сдвиговой GAnp жесткостями, либо с жесткостями, изменяющимися по длине здания EJnp(x), GAnp(x). Иногда система ЗФО заменяется двумя стержнями разной жесткости (здание-фундамент), лежащими на упругом основании. При этом для описания поведения основания предложено большое количество моделей, которые мы рассмотрим ниже. Такой расчет проводился до недавнего времени. Он не представляет особых математических трудностей, является весьма приближенным и может приводить к неэкономичным конструктивным решениям. Двумерные расчетные модели в настоящее время имеют наиболее широкое распространение в практике проектирования, так как сравнительно просты и вместе с тем позволяют учесть многие специфические особенности взаимодействия несущих конструкций при их изгибе. В этом случае здание или отдельная стена рассматривается как плоская конструкция (в виде балки-стенки или рамы), способная воспринимать внешнюю нагрузку, действующую только в ее плоскости, либо в виде составных стержней с жесткостью равной сумме жесткостей продольных стен. На основе таких моделей нельзя рассчитывать здание на кручение, в них не учитывается пространственное взаимодействие конструкций и поэтому занижается пространственная жесткость здания по |
Общие проблемы построения расчетных моделей строительных объектов неоднократно служили темой исследовании, и их авторы выдвигали разнообразные правила их построения [98, 99]. Отмечалось, что аппроксимирующая модель работы сооружения должна не только правильно и полно отражать работу реального объекта, но и быть достаточно простой, чтобы расчет не становился чрезмерно громоздким. Модели и методы расчета должны исходить из форм деформаций и разрушений и при этом целесообразно иметь не одну модель, а систему аппроксимирующих моделей (принцип многомоделъности границы применения. Принимаемая расчетная гипотеза должна ставить рассчитываемую конструкцию в менее благоприятные условия, чем те, в которых находится действительная конструкция. Чаще всего модели для анализа напряженно-деформированного состояния верхнего строения (здания) рассматривают отдельно от моделей фундамента и основания с использованием разных исходных предпосылок. Методы совместного расчета системы ЗФО разработаны в меньшей степени, хотя возможности современных ЭВМ и многочисленные программные комплексы позволяют это делать. Моделирование геометрической формы производится на основе геометрических соображений («похожести» формы) и начинается с выделения из объекта его несущей части. И если в каркасном здании довольно просто указать на его основные несущие конструктивные элементы, то для здании с несущими (кирпичными или железобетонными) стенами это удается сделать далеко не сразу. Более того, несущие элементы в таких зданиях могут оказаться различными для разных режимов работы. При моделировании здания совместно с основанием по характеру учета пространственной работы чаще всего используют следующие типы моделей: Одномерная модель верхнее строение (здание) заменяется балкой, загруженной внешней нагрузкой, лежащей на упругом основании (грунте). При этом здание может рассматриваться как бесконечно жесткая балка (£/=оо), либо 35 как балка с приведенной изгибной жесткостью или балка с приведенной изгибной Е /пр и сдвиговой бЛщ, жесткостями, либо с жесткостями,пр изменяющимися по длине здания £ /пр(я:), САпр(х). Иногда система зданиефундамент-основание заменяется двумя стержнями разной жесткости (зданиефундамент), лежащими на упругом основании [30]. При этом для описания поведения основания предложено большое количество моделей, которые мы рассмотрим ниже. Такой расчет проводился до недавнего времени. Он не представляет особых математических трудностей, является весьма приближенным и может приводить к неэкономичным конструктивным решениям. Двумерные расчетные модели в настоящее время имеют наиболее широкое распространение в практике проектирования, так как сравнительно просты и вместе с тем позволяют учесть многие специфические особенности взаимодействия несущих конструкций при их изгибе. В этом случае здание или отдельная стена рассматривается как плоская конструкция (в виде балки-стенки или рамы), способная воспринимать внешнюю нагрузку, действующую только в ее плоскости, либо в виде составных стержней с жесткостью равной сумме жесткостей продольных стен. На основе таких моделей нельзя рассчитывать здание на кручение, в них не учитывается пространственное взаимодействие конструкций и поэтому занижается пространственная жесткость здания по сравнению с реальной. Модель плоской системы здания совместно с фундаментом и основанием исследуется в работе Л.А.Бартоломея [10]. Следующая по сложности расчетная модель здания трехмерная пространственная система, в виде многоэтажных плоских или пространственных многопролетных рам. Стойками рам являются глухие (без проемов) участки стен, а ригелями перемычки и перекрытия. При этом ригели имеют переменную жесткость (бесконечно большую в пределах длины простенков и конечную в местах проемов) [134]. Так в работе Б.А. Гарагаша предлагается расчетная схема здания в виде пространственной системы стержней [30], соединенных между собой дискретными податливыми связями. 36 |