4. Выбор расчетной схемы каркаса одноэтажного производственного здания

Расчётная схема сооружения — в строительной механике, упрощённое изображение сооружения, принимаемое для расчёта. Различают несколько видов расчётных схем, отличающихся основными гипотезами, положенными в основу расчёта, а также используемым при расчёте математическим аппаратом. Чем точнее расчётная схема соответствует действительному сооружению, тем более трудоёмок его расчёт. Многоэтажное здание является сложной пространственной системой, которая в зависимости от этажности, особенностей конструктивной системы и действующих нагрузок, рассчитывается с разной степенью детализации с использованием различных расчётных схем. В современной практике проектирования расчёт здания, как правило, выполняется по специальным программам с применением вычислительной техники. При одномерной расчётной схеме здание рассматривается как консольный тонкостенный стержень или система стержней, упруго или жёстко закреплённых в основании. Предполагается, что поперечный контур стержня или системы стержней неизменяем. При двухмерной расчётной схеме здание рассматривается как плоская конструкция, способная воспринимать только такую внешнюю нагрузку, которая действует в её плоскости. Для определения усилий в вертикальных несущих конструкциях условно принимается, что все они расположены в одной плоскости и имеют одинаковые горизонтальные перемещения в уровне перекрытий. При трёхмерной расчётной схеме здание рассматривается как пространственная система, способная воспринимать приложенную к ней пространственную систему нагрузок. В дискретных расчётных схемах неизвестные усилия или перемещения определяют для конечного количества узлов системы путём решения систем алгебраических уравнений. Дискретные расчётные схемы наиболее приспособлены для расчёта методом конечных элементов. Такие схемы широко используют для моделирования не только стержневых систем, но и сплошных пластин и оболочек. В континуальных расчётных схемах неизвестные силовые факторы или перемещения задают в виде непрерывных функций вдоль двух или трёх координатных осей. Неизвестные функции определяются решением краевой задачи для системы уравнений в частных производных. В отдельных случаях применение континуальной расчётной схемы позволяет получить решение в виде конечных формул. Однако эти случаи весьма редки. Поэтому такая расчётная схема применяется редко.

5. Жесткости каркасов и системы связей

Пространственная жесткость каркаса обеспечивается диском профилированного настила, а во время монтажа поперечными связями по верхним поясам ригелей у торцов здания, выполненными из гнутосварных замкнутых профилей.

Пространственная жесткость каркаса в целом и устойчивость несущих стальных конструкций покрытия обеспечивается системой горизонтальных и вертикальных связей.  

Пространственная жесткость каркаса обеспечивается горизонтальными решетчатыми кольцами, расположенными по всем ярусам, угловыми стойками-фермами и диагональными связями (раскосами), расположенными по внутренним граням каркаса. Пространственная жесткость каркасов рамной системы обеспечивается поперечной рамой с жесткими узлами. Система связей и прогонов должна обеспечивать устойчивость ребер из их плоскости. Специальные связи (горизонтальные и вертикальные) обеспечивают пространственную жесткость каркаса. Пространственную жесткость каркаса в поперечном направлении обеспечивают колонны (по расчету) и диск покрытия, распределяющий местные горизонтальные нагрузки между колоннами.

СВЯЗИ в конструкциях — легкие конструктивные элементы в виде отд. стержней или систем (ферм); предназначены для обеспечения пространственной устойчивости осн. несущих систем (ферм, балок, рам и т. п.) и отд. стержней; пространственной работы конструкции путем распределения нагрузки, приложенной к одному или неск. элементам, на все сооружение; придания сооружению жесткости, необходимой для нормальных условий эксплуатации; для восприятия в отд. случаях ветровых и инерционных (напр., от кранов, поездов и т. п.) нагрузок, действующих на сооружения. Системы связей компонуются так, чтобы каждая из них выполняла неск. из перечисленных функций.

Для создания пространственной жесткости и устойчивости конструкций, состоящих из плоских элементов (ферм, балок), к-рые легко теряют устойчивость из своей плоскости, они соединяются по верхним и нижним поясам горизонтальными связями. Кроме того, по торцам, а при больших пролетах и в промежуточных сечениях ставятся вертикальные связи — диафрагмы. В результате образуется пространственная система, обладающая большой жесткостью при кручении и изгибе в поперечном направлении.