Жесткость каркасов многоэтажных зданий часто обеспечивается путем применения рамных конструкций, состоящих из стоек и ригелей. В основном они служат для восприятия вертикальных нагрузок — стойки как колонны, ригели как балки. Наклонные, ломаные или изогнутые ригели верхнего яруса рам являются несущими элементами покрытия, повторяя очертание крыши.
Элементы рам по типам поперечных сечений не отличаются от шарнирных стержней, но должны быть жестко соединены друг с другом.
Наружные колонны, жестко соединенные с балками, расположенными в плоскости наружных стен, называют «фасадными рамами».
Деформация и взаимодействие сил в узлах рамы
Если в узле рамы действует изгибающий момент, то угол между ригелем и стойкой либо складывается (рис. 2), либо раскрывается (рис. 3). На рис. 4 показано взаимодействие сил в узле многоэтажной рамы.
Как видно из схемы, силы, действующие в поясах ригелей и стойках, вызывают сдвиг угловой панели. Для передачи этих сил оба пояса ригеля должны быть доведены до наружного пояса стойки рамы. В плоскости рамного узла для восприятия усилия сдвига часто бывает необходимо увеличение толщины листа или усиление диагональными ребрами.
Шарнирные опоры рам
1. Пример устройства опорного шарнира, обеспечивающего поворот относительно оси х для колонны из двутаврового РВ-профил я.
2. Опорный шарнир, обеспечивающий поворот относительно оси у для колонны из двутаврового РВ-профиля. Полки сближены, чтобы сконцентрировать усилия.
3. Шарнирная опора колонны коробчатого сечения при больших продольных усилиях. Нижняя опорная плита закрепляется от сдвига штырями, забетонированными в фундамент.
4. Сферическая опора. Чтобы предотвратить скопление воды, деталь со сферической поверхностью устанавливается снизу, а кольцо — сверху.