Введение. Статья посвящена аналитическому обоснованию работы прогонов в качестве распорки на основании изучения механических процессов и напряженно-деформированного состояния. В работе представлены дополнительные факторы, характеризующие включение прогона в совместную работу с конструкциями покрытия, такие как чернота отверстия болта, сила затяжки болтового соединения, влияние эксцентриситета опирания прогона к верхнему поясу фермы. В результате исследования установлено, что податливость соединения прогона к верхнему поясу фермы не является основанием для запрета применения прогона в роли распорки и не ухудшает его механические показатели.
Методы. Для оценки влияния податливости соединения выполнен анализ перемещений прогонов при работе в составе конструкций покрытия, в том числе с учетом эксцентриситета прикрепления, в пространственной постановке задачи, с учетом значения усилия затяжки болтов и влияния сил трения. Для численного расчета конструкций прогонов использован метод конечных элементов, реализованный в программном комплексе ЛИРА САПР. Предварительно прогон рассматривался как как изгибаемый стержень (балка) на нагрузки от собственного веса, веса кровли, ветра и снега.
Результаты. Перемещения верхних поясов по направлению действия горизонтальной нагрузки превышают размер люфта (1 – 1,5 мм) и варьируются в диапазоне от 0,324 мм до 3,2 мм. Таким образом, перемещения поясов фермы превышают запас податливости соединения и характеризуют срабатывание чернового отверстия, включая в работу болтовое соединение прогона к поясу фермы. Включение прогона в работу панели верхнего (сжатого) пояса фермы происходит за счет срабатывания люфта и превышающего его по значению расчетного начального несовершенства. В методику расчета центрально-сжатых стержней заложены несовершенства, превышающие по значению черноту отверстия, характеризуя тем самым незначительность возможного начального люфта. Сила трения, возникающая при неконтролируемой затяжке болтового соединения прогона к ферме, не может полностью препятствовать сдвигающим силам, заставляя срабатывать люфт и включать прогон в работу с верхними поясами ферм покрытия.
Обсуждение. Опирание прогона на верхний пояс с вертикальным эксцентриситетом незначительно влияет на перемещения конструкций покрытия из плоскости своей работы, позволяя не учитывать данный параметр в расчетной схеме. Нагружение прогона усилиями сжатия благоприятно влияет на несущую способность прогона, уменьшая пролетный момент. Крепление прогонов, как и связей, осуществляется на болтах с одинаковой точность (с одинаковой чернотой отверстия). Срабатывание черноты отверстия болтового соединения включает в работу прогон, точно также, как включаются в работу связи и распорки.
Введение. В настоящее время актуальна задача оценки сейсмостойкости стальных каркасных зданий, учитывая различные факторы, влияющие на их поведение при землетрясениях.
Цель. Оценка влияния конструктивных особенностей стального каркасного гражданского здания на его сейсмостойкость при сейсмических воздействиях различного частотного состава и наличии в основании многолетнемерзлых грунтов.
Материалы и методы. Использовано численное моделирование для анализа сейсмостойкости стального каркасного здания. Исследование проведено с учетом варьируемых параметров: тип узловых соединений колонна-ригель, расположение ригелей в плане здания, тип основания (включая твердомерзлые и оттаявшие грунты), и преобладающая частота сейсмического воздействия.
Результаты и выводы. Установлено, что наименьшая уязвимость рассматриваемых зданий наблюдается при высокочастотных сейсмических воздействиях и при залегании твердомерзлых грунтов. Выявлено существенное влияние конструктивных особенностей каркасов (расположение несущих элементов и жесткость узловых соединений) на сейсмостойкость. Наиболее опасными для рассматриваемого типа зданий оказались средне- и низкочастотные сейсмические воздействия при наличии оттаявшего грунта под зданием. Результаты указывают на необходимость учета этих факторов при проектировании и оценке сейсмостойкости стальных каркасных зданий.