СП 387.1325800.2018 Железобетонные пространственные конструкции покрытий и перекрытий. Правила проектирования (с Изменениями N 1, 2, 3)

     Учет жесткости контурных диафрагм и их влияние на напряженно-деформированное состояние оболочек

11.17 Расчет оболочек следует производить с учетом жесткости контурных диафрагм, существенно влияющей на напряженно-деформированное состояние оболочки, особенно в приконтурной зоне оболочки (пример графиков, построенных по результатам расчета, приведен на рисунке 11.10).

При шарнирном опирании на жесткие диафрагмы усилия на контуре равны нулю. При диафрагмах в виде ферм оболочка в краевой зоне испытывает незначительное растяжение от усилий . При диафрагмах в виде арок, обладающих значительной податливостью, в результате сжимающих напряжений от изгиба контура оболочка в приконтурной зоне оказывается сжатой. При податливых диафрагмах в виде арок от изгиба растянута верхняя грань оболочки, при более жестких диафрагмах в виде ферм - растянута нижняя грань. Таким образом, лишь при достаточной жесткости диафрагм, например, в виде железобетонных ферм с предварительно напряженным нижним поясом, допустимо в первом приближении вести расчет без учета податливости диафрагм. Расчет может производиться по безмоментной теории с учетом краевого эффекта или по моментной теории.

В оболочках с контурными элементами в виде криволинейного бруса, опертого на колонны, распределение усилий в приконтурной зоне отлично от оболочек с контурными элементами других видов (арки, фермы и др.), что должно учитываться при расчете и конструировании.

1 - без учета податливости диафрагм; 2 - с учетом податливости диафрагм в виде ферм; 3 - то же, в виде арок

     
Рисунок 11.10 - Графики усилий , , и в отдельно стоящей оболочке по результатам расчетов

Усилия в колоннах, изгибающие моменты в контурных элементах и их прогибы допускается определять приближенно - из расчета контурных брусьев как неразрезных балок на равномерно распределенную по их длине нагрузку интенсивностью, равной частному от деления общей нагрузки на оболочку на длину контура в осях. Из расчета контурных брусьев как неразрезных балок могут быть найдены усилия в них и от осадки колонн (опор).

11.18 При расчете и конструировании оболочек следует учитывать, что в отдельно стоящих оболочках упругая податливость диафрагм влияет существенно лишь на усилия, действующие в сечениях у диафрагм, а в средних оболочках многоволнового покрытия - на усилия по всей конструкции (пример графиков, построенных по результатам расчета, приведен на рисунке 11.11).

При расчете с учетом действительной жесткости диафрагм в виде арок и ферм по линии сопряжения оболочек возникают усилия растяжения, причем при более гибких диафрагмах в виде арок действуют большие растягивающие усилия . При абсолютно жестких диафрагмах усилия на контуре равны нулю, а по всему сечению - сжимающие. При учете податливости диафрагм в сечениях оболочек у контура возникают усилия растяжения и существенно увеличиваются сдвигающие усилия.

1 - с учетом податливости диафрагм в виде ферм; 2 - то же, в виде арок; 3 - то же, в виде криволинейных ригелей; 4 - без учета податливости диафрагм

     
Рисунок 11.11 - Графики усилий , , и в многоволновых неразрезных оболочках по результатам расчетов

Расчет с учетом действительной жесткости контурных элементов рекомендуется выполнять путем наложения на основное напряженно-деформированное состояние от действия нагрузки на шарнирно опертую по контуру оболочку дополнительных значений усилий и перемещений, вызванных воздействием на основную систему "лишних" неизвестных, учитывающих совместную работу оболочки с примыкающими конструкциями. При этом в качестве неизвестных используют краевой изгибающий момент, краевое нормальное усилие, продольные и нормальные к поверхности перемещения точек края оболочки и определяют их из решения системы четырех канонических уравнений, составленных из условия, что деформации, вызванные на одном краю оболочки, затухают, не дойдя до трех других краев.