Дощатоклееные рамы. Виды рам, особенности их конструирования. Преимущества и недостатки основных видов рам.

Рамные конструкции отличаются от арочных своим очертанием, которое сильно влияет на распределение изгибающих моментов в пролете. При ломаном очертании рамы в жестком карнизном узле при загружении как левой, так и правой половины рамы возникают моменты одного знака. В результате при загружсиии рамы по всему пролету угловые моменты сильно увеличиваются, что ограничивает длину пролетов, перекрываемых рамами, до 18—30 м

Рамы могут воспринимать горизонтальные нагрузки, обеспечивай поперечную устойчивость здания без защемления стоек и без устройства жестких поперечных стен. Рекомендуется делать рамы трехшариирными, так как в статически определимых системах не происходит перераспределения усилий при деформировании под дли- тельно действующей нагрузкой, что обеспечивает соответствие их расчетным усилиям.

Дощатоклееные рамы из прямолинейных элементов (рис. VI.33,a—VI.33,е) более технологичны, так как на заводе собирают и склеивают из прямолинейных досок отдельно стойку и ригель каждой пол у рамы.

Наиболее сложным у рам П-образного очертания яв­ляется карнизный узел (соединение стойки с ригелем), где действует максимальный изгибающий момент.

Рамы пролетом 12 и 18 м иногда проектируют с кар­низным узлом, решенным с помощыо косынок из фанеры марки ФСФ (рис. V1.33. в). Фанерные косынки, приклеиваемые к стойке и ригелю, перекрывают стык, воспринимая нормальное усилие и изгибающий момент. Клеевой шов проверяют на скалы­вание.

Недостаток такого решения—возможность разруше­ния клееного шва при усушке и разбухании пакета до­сок, приклеенного к фанерной косынке больших разме­ров. В последнее время шире применяют соединение стойки с ригелем на зубчатый шип (рис. V1.33, г).

Более надежны рамы из прямолинейных элементов с ригелем, имеющим консоли и опирающимся шарнирно на стойки и подкосы (рис. V1.33, д, 6). Элементы таких рам работают как сжато-изгибаемые стержни и должны быть рассчитаны на действующие и сечениях нормаль­ные усилия, изгибающие моменты и поперечные силы.

Дощатоклееные гнутые рамы (рис. VI30) выполняют трехшарнирными, что облегчает их изготовление, транспортирование и монтаж. Криволинейность карнизных узлов достигается выгибом слоев (досок) по окружности при изготовлении рам. Радиус кривизны обычно невелик и составляет 2—4 м. Так как по условиям гнутья отношение радиуса кривизны к толщине слоя {R/Ь} не может быть меньше 150, то толщина слоев для изготовления дощатоклееных гнутых рам после фрезерования будет составлять не более 1,6—2,5 см.

Сечение рамы делают прямоугольным, а высоту сечения — переменной по длине, что достигается уменьшением числа досок в пакете с внутренней стороны рамы. Менее сложно и

Рис, VI,30 дощато клееные

а—с переменной высотой ссчсння. б—со ступсичотум }рмсиепчсм рмсоти сеиечия

трудоемко изготовление дощатоклееных гнутых рам с применением ступенчатого изменения высоты сечения (рис. VI.30.Рамы работают на сжатие и поперечный изгиб,

Сборные рамы, отдельные элементы которых перевозят на место стр-ва в разобранном виде, выполняют обычно с устройством дополнительных подкосов в карнизных узлах. При небольших пролетах и нагрузках такие рамы можно устраивать из целых брусьев на подсобных предприятиях строительной организации.

47.полигональные фермы с нисходящим опорным раскосом. Особености конструирования узлов. Особености расчета верхнего пояса.

полигональные фермы относятся к металлодеревянным сборным конструкциям заводского изго­товления. Отношение высоты фермы к пролету принимают от 1/6 до 1/7. Нижний пояс делают, как правило, ме­таллическим из профильной стали. Решетку принимают треугольной со стойками. Брус верхнего пояса пе­рекрывает две панели и является двухпролетной нераз­резной балкой.

Верхний пояс

рассчитываем как сжато-изгибаемый стержень на продольное усилие N и местную поперечную нагрузку

для уменьшения расчетного изгибающего момента от местной поперечной нагрузки Мg узлы верхнего пояса конс-ся с внецент-й передачей продольных усилий N с отриц-м эксцентриситетом е, возникает разгружающий момент Ме=N*е. Конструктивно это достигается смещением площадок смятия в узлах на величину е относительно геометрической оси элемента. Расчетный изгибающий момент Мрасч =Мg-Мe=

Проверка сечения:

 

 

Коэффициент ξ определяют при гибкости верхнего пояса, подсчитанной по полной длине панели, что идет в запас прочности.

Карнизный узел. Торцовый швеллер подбираем по изгибу от равномерно распределённой нагрузки g=N/b, b-ширина верхнего пояса. Для сохранения высоты площадки смятия hсм навариваем на стенку швелера лист толщиной δст которая находится из условия его изгиба от давления торца верхнего пояса. Лист укреплен вертикальным ребром жесткости для увеличения прочности.

Промежуточный узел нижнего пояса

 

усилия сжатия от раскоса передаются на метал-ие диафрагмы узла, растягивающие усилия от раскоса передается через 2 болта. Горизонтальную диафрагму рассчитываем на давление от стойки

 

коньковый узел

соединение парными деревянными накладками на болтах и метал-ми фланцами на болтах. Необходимый экс-т обеспечивается прорезью. Сжимающие усилие в раскосе передается парными накладками из швеллеров на фланцы через швы на торцах швеллеров. Сжимающие усилие от раскоса на швеллеры передается через распорку. Растягивающие усилие воспринимается 2 болтами.

 

28.Конструкции и расчет обрешетки и обрешеточных щитов.

Настилы являются несущими элементами ограждающих деревянных покрытий.Настилы из досок применяют в покрытиях в виде сплошной конструкции или обрешетки под кровли раз­ных типов. Под трехслойную рубероидную кровлю неотапливаемых зданий основанием служит настил из двух слоев досок, которые соединяются гвоздями (рис.У1.2, а). Верхний защитный слой досок толщиной 16—25 мм и шириной до 100 мм укладывают под углом 45° к нижнему. Для лучшего проветривания всего настила нижний рабочий настил с толщиной досок по расчету выполняют разреженным.В покрытиях различных отапливаемых зданий (рис. У1.3, б) для укладки утеплителя применяют одинарный дощатый настил. Доски соединяют впритык или четверть, толщину их определяют расчетом. Они скрепляются поперечными досками и раскосами из досок.Для кровли из волнистых асбестоцементных или стек-лопластиковых листов и кровельной стали устраивают обрешетку из досок или брусков, расположенных одни от других на расстоянии, зависящем от кровельного материала (рис. У1.4).Защитный настил образует сплошную поверхность, обеспечивает совместную работу всех досок настила, распределяет сосредоточенные нагрузки на полосу рабочего настила шириной 50 см.Расчет настилов и обрешеток, работающих на поперечный изгиб, производят по схеме двухпролетной балки при двух сочетаниях нагрузки (рис. VI.5):нагрузки от собствен-ного веса покрытия и снеговой нагрузки — на прочность и прогиб:

где

Нагрузки от собственного веса покрытия и сосредоточенной нагрузки в одном пролете Р„=1 кН, а с учетом коэффициента перегрузки 1,2, равной Р_р— 1,2 кН— только на прочность.Максимальный момент находится под сосредоточенным грузом, расположенным на расстоянии от левой опоры x=0,432 и равен приближенно M_mах = 0,07q/²+ +0,207 Р_Р1, где q — собственный вес покрытия.

Сосредоточенный Р=1,2 кН груз считается приложенным к одной доске полностью (рис. VI.5, в) прл шаге досок более 15 см, а при шаге менее 15 см к одной доске прикладывается 0,5Р (рис. У1.5,г). При двойном перекрестном настиле рассчитывают на изгиб только рабочий (нижний) настил и только от нормальных составляющих нагрузок, поскольку скатные составляющие воспринимаются защитным настилом (рис. У1.5,д). Расчетную ширину настила принимают 50 см с учетом веех входящих в нее досок или, иначе можно сказать, что сосредо-точенные грузы распределяются здесь на ширину 50 см.Соединительные гвозди слоев настила (см. рис. VI.3, о) или настила с раскосами (см. рис. У.З, б) в большинстве случаев работают с большими запасами прочности.

29.Прогоны и балки

Прогоны покрытий цельного сечения выполняют из досок на ребре, брусьев и бревен, окан-тованных с обеих сторон. Разрезные прогоны (рис. У1.6, а) более просты в изготовлении и монтаже, но требуют большого расхода древесины. Они стыкуются на опорах, впритык, на накладках или вразбежку. В консольно-балочных (рис. VI.6, б) и неразрезпых прогонах из спаренных досок (рис. У1.6, в) стыки устраивают в пролете.Консольно-балочные прогоны являются многопролетными статически определимыми системами. Их применяют, когда временная нагрузка неподвижна и равномерно распределена повсем пролетам прогона.Если шарниры расположить на расстоянии от опор x=0,15 / (/ — пролет консольно-балочного прогона), то моменты на опорах будут равны по абсолютному значнию максимальным моментам в пролетах, и получается так называемое равномоментное решение прогона. Для выравнивания моментов в первом и последнем

пролетах значение этих пролетов ( надо уменьшить до 0,85 /.) Если шарниры расположить на расстоянии от опор х= =0,21 /, то получится равнопрогибное решение, при котором максимальные прогибы во всех пролетах, кроме крайних, будут одинаковыми. При уменьшении крайних пролетов до 0,79/ прогибы в этих пролетах будут равны прогибам в остальных пролетах.Если крайние пролеты равны остальным, т. е. = 1, то изгибающий момент на первой

промежуточной опоре будет а прогиб прогона в крайнем пролете

При этом сечение прогона в крайних пролетах должно быть усилено.Консольно-балочные прогоны выполняют из брусьев. По длине они соединяются в местах расположения шарниров косым прирубом (рис. У1.6, е). Во избежание смещений под действием случайных усилий в середине косого прируба ставят болты. В случае равномоментного решения болты не должны быть затянуты, чтобы обеспечить перелом упругой линии прогона, образующийся в шарнире, между консолью и подвесной частью прогона. При равнопрогибном решении прогона в местах расположения шарниров упругая линия проходит плавно и перелома не имеет, что" позволяет плотно затягивать болтыК недостаткам консольно-балочных прогонов можно отнести то, что при обычной длине лесоматериала, равной 6,5 м, перекрываемый пролет невелик и не превышает 4,5 м. Кроме того, необходимо либо уменьшить крайние пролеты, либо увеличить поперечное сечение прогонов в этих пролетах. При этом следует иметь в виду, что давление на первую и последнюю промежуточные опоры при равных пролетах больше, чем на остальные опоры. Поэтому при пролетах более 4,5 м целесообразно применять спарен-ные неразрезные прогоны.Спаренные неразрезные прогоны (рис. VI.6, в) состоят из двух рядов досок, поставленных на ребро и соединенных гвоздями, забиваемыми конструктивно с шагом 50 см (рис. У1.6,г). Каждый ряд досок выполнен по схеме консольно-балочного прогона с последовательным расположением стыков, но первый ряд не имеет стыка в первом пролете, а второй ряд досок — в последнем пролете.Доски одного ряда соединяют по длине без косого прируба. Концы досок одного ряда прибивают гвоздями к доске_:другого;рада,не имеющего в данном месте стыка, Гвоздевой забой стыка должен быть рассчитан на восприятие поперечной силы. Количество гвоздей с каждой стороны стыка определяют исходя из того, что поперечная сила, приходящаяся на один ряд досок Q «М_оп/2 *_гш, в то же время равна , откуда

где Xгв — расстояние от опоры до центра гноздевого забоя, учитывая, что каждый гвоздь воспринимает одинаковое усилие, равное Т_г,.

Стыки досок устраивают в точках, где изгибающий момент в неразрезных балках, загружен-ных равномерно распределенной нагрузкой по всей их длине, меняет знак, т. е. на расстояниях от опор, равных 0,21L.Спаренный неразрезной прогон в расчетном отношении аналогичен равнопрогибному консольно-балочному прогону.

При этом крайние пролеты должны быть меньше и равны 0,8/.

Подрезки на опорах. При опирании балок иногда приходится делать подрезку у опор. Около подрезки в месте резкого изменения высоты балки возникают значительные скалывающие и раскалывающие напряжения которые могут вызвать разрушение подрезанной балки.

Чтобы исключить такое разрушение, допускается делать на опоре подрезку растянутых волокон изгибаемых элементов цельного сечения только глубиной а 0,25h (рис. VI.7) при условии, что

где А — опорная реакция балки от расчетной нагрузки; ,Н — щирина и высота поперечнрго сечения балки без подрезки.

Длина опорной площади подрезки с не должна превышать высоты сечения балки.Для постепенного изменения высоты сечения следует делать скошенную подрезку. Длина скошенной части должна быть не менее удвоенной глубины подрезки с^2а. Так как при сосредоточенных нагрузках вблизи опор скалывающие и раскалывающие напряжения в местах изменения высоты имеют повышенную степень концентрации напряжений, то в таких случаях запрещается устраивать подрезку балок.

27.Конструкции и расчет настилов теплой и холодной кровли.

Настилы являются несущими элементами ограждающих деревянных покрытий.Настилы из досок применяют в покрытиях в виде сплошной конструкции или обрешетки под кровли раз­ных типов. Под трехслойную рубероидную кровлю неотапливаемых зданий основанием служит настил из двух слоев досок, которые соединяются гвоздями (рис.У1.2, а). Верхний защитный слой досок толщиной 16—25 мм и шириной до 100 мм укладывают под углом 45° к нижнему. Для лучшего проветривания всего настила нижний рабочий настил с толщиной досок по расчету выполняют разреженным.В покрытиях различных отапливаемых зданий (рис. У1.3, б) для укладки утеплителя применяют одинарный дощатый настил. Доски соединяют впритык или четверть, толщину их определяют расчетом. Они скрепляются поперечными досками и раскосами из досок.Для кровли из волнистых асбестоцементных или стек-лопластиковых листов и кровельной стали устраивают обрешетку из досок или брусков, расположенных одни от других на расстоянии, зависящем от кровельного материала (рис. У1.4).Защитный настил образует сплошную поверхность, обеспечивает совместную работу всех досок настила, распределяет сосредоточенные нагрузки на полосу рабочего настила шириной 50 см.Расчет настилов и обрешеток, работающих на поперечный изгиб, производят по схеме двухпролетной балки при двух сочетаниях нагрузки (рис. VI.5):нагрузки от собствен-ного веса покрытия и снеговой нагрузки — на прочность и прогиб:

где

Нагрузки от собственного веса покрытия и сосредоточенной нагрузки в одном пролете Р„=1 кН, а с учетом коэффициента перегрузки 1,2, равной Р_р— 1,2 кН— только на прочность.Максимальный момент находится под сосредоточенным грузом,

расположенным на расстоянии от левой опоры x=0,432 и равен приближенно M_mах = 0,07q/²+ +0,207 Р_Р1, где q — собственный вес покрытия.

Сосредоточенный Р=1,2 кН груз считается приложенным к одной доске полностью (рис. VI.5, в) прл шаге досок более 15 см, а при шаге менее 15 см к одной доске прикладывается 0,5Р (рис. У1.5,г). При двойном перекрестном настиле рассчитывают на изгиб только рабочий (нижний) настил и только от нормальных составляющих нагрузок, поскольку скатные составляющие воспринимаются защитным настилом (рис. У1.5,д). Расчетную ширину настила принимают 50 см с учетом веех входящих в нее досок или, иначе можно сказать, что сосредо-точенные грузы распределяются здесь на ширину 50 см.Соединительные гвозди слоев настила (см. рис. VI.3, о) или настила с раскосами (см. рис. У.З, б) в большинстве случаев работают с большими запасами прочности.

54. Кружально-сетчатые своды.Виды, конструирование, особен-ти расчета. Общие сведения. Кружально-сетчатые своды представляют собой пространственную конст­рукцию, которая состоит из отдельных, поставленных на ребро стандартных элементов—косяков, идущих по двум пересекающимся направлениям и образующих ломаные винтовые линии.

В кружально-сетчатых конструкциях выгодно сочета­ются индустриальность изготовления элементов с преи­муществами пространственных конструкций.

Кружально-сетчатые своды в поперечном сечении имеют снаружи круговое или правильное многоугольное очертание. В первом случае верхняя грань косяков име­ет близкое к круговому эллиптическое очертание, авовтором — ломаное. Распор покрытий воспринимается ли­бо металлическими затяжками, либо непосредственно опорами.

Характерные особенности:

1) унификация формы и размеров косяков, дающая возможность заготовлять их заводским способом, что полностью отвечает современным требованиям индустриализации и стандартизации строительства;

2) транспортабельность элементов при их перевозке;

3) простота и быстрота сборки конструкции;

4) возможность и необходимость устройства кровель­ного настила непосредственно по несущей конструкции (без прогонов и вспомогательных стропильных ног).

В зависимости от способа узлового соединения кося­ков различают два конструктивных варианта кружаль­но-сетчатых сводов: 1) с узлами на шипах; 2) с металли­ческими связями в узлах. Оба варианта можно выполнять либо из косяков цельного сечения, которое ограни­чено размерами сортамента пиломатериалов, позволяю­щего применять своды с предельным пролетом не более 20 м, либо из клеефанерных косяков, которые дают воз­можность перекрывать значительно большие пролеты (до 100 м).

В конструкции покрытий всех систем различают три типа узлов: основные (средние); опорные, в которых косяки соединяются с настенными брусьями, и торцовые, в которых косяки соединяются с торцовой аркой. Основные узлы сетки образуются из трех косяков, один из которых является сквозным и проходит через узел, не прерываясь, а два других набегающих косяка примыкают к сквозному косяку.

Расчет кружально-сетчатых сводов. Кружально-сетчатый свод представляет собой сложную пространствен­ную стержневую систему, точный расчет которой весьма сложен.Применяют расчет по приближенно­му методу.

Из свода нормально к его оси выделяют расчетную полосу шириной, равной шагу сетки с. В соответствии со схемой свода выделенную поло­су рассматривают как плоскую двух- или трехшарнир­ную арку постоянной жесткости, нагруженную приходящейся на нее нагрузкой. Площадь сечения арки прини­мают равной площади сечения двух косяков, а момент инерции арки приравнивают моменту инерции одного косяка.В каждом узле сетки обычного свода изгибающий момент воспринимается полностью только одним сквоз­ным косяком. Полученный из расчета изгибающий мо­мент Ма, действующий в плоскости арки, не совпадает с плоскостью сквозного косяка, что дополнительно вызы­вает в косяках крутящий момент, одинаково восприни­маемый обоими косяками (сквозным и набегающим). Если представить изгибающий момент, действующий в данном сечении, в виде силы N, приложенной с соответ­ствующим плечом по отношению к центру рассчитывае­мого сечения,то изгибающий момент M1, вос­принимаемый сквозным косяком, будет создаваться со­ставляющей N¹, а составляющие N¹¹, действующие нор­мально к осям косяков, создадут в них крутящие момен­ты М". Таким образом, изгибающий момент в сквозном косяке

где Ма — расчетный момент в арке; а — угол между косяками и об­разующей свода.

Крутящий момент в расчете косяков обычно не учи­тывают, так как он в основном воспринимается насти­лом, прикрепляемым к косякам.

Благодаря пространственной работе покрытия на зна­чение изгибающих косяки моментов оказывают влияние жесткие фронтоны, которые увеличивают жесткость по­крытия и уменьшают прогибы и изгибающие моменты в косяках. Разгружающее действие жестких фронтонов определяют коэффициентом kф в зависимоcти от отношения В/sд, где В — расстояние между жест­кими фронтонами; sд — длина дуги поперечного сечения свода.

Таким образом, расчетный изгибающий момент в ко­сяке

а в бесшарнирном варианте из клеефанерных косяков

При внецентренном узловом соединении неизбежно появление дополнительных изгибающих моментов, дейст­вующих в направлении меньшего момента инерции кося­ков. Однако, как правило, при наличии про­дольного настила эти дополнительные моменты обычно в расчете не учитываются. Необходимо иметь в виду, что прикреплять каждый элемент настила к каждому кося­ку обязательно следует не менее чем двумя гвоздями.

В выделенной арочной полосе нормальные силы Nа воспринимаются одинаково обоими косяками. На каждый косяк передается усилие

Проверяют напряжение в косяках по формуле

где Fнт, Wнт — площадь и момент сопротивления нетто косяка в се­редине его длины; а — угол между продольной осью косяка и обра­зующей свода;

где l — гибкость свода, определяемая для варианта с узламинаболтах из косяков цельного сечения по формуле

где 0,6 — эмпирический коэффициент, учитывающий пространствен­ную работу сетки свода.

Для свода стрельчатого очертания этот коэффициент равен 0,7.

Так как суммарная деформация свода определяется длиной, на которой происходит накопление элементар­ных деформаций под действием изгибающего момента, то, учитывая косое направление косяков, расчетная дли­на свода увеличивается делением на Sin а.

Свободную расчетную длину дуги свода принимают при наличии односторонней нагрузки lо==0,58Sа.

В своде с узловыми соединениями на шипах опорная реакция воспринимается шипами и передается на соот­ветствующие грани гнезда, а в варианте с узловыми соединениями на болтах — силами трения между торца­ми косяков и боковыми гранями сквозных косяков.

Передача поперечных сил Q с узлами на болтах тре­нием происходит равномерно по всей высоте торца, а не сосредоточенно по линии верхних или нижних граней гнезда и соответствующих граней шипов, что немного повышает опасность раскалывания косяков в этом вари­анте свода. Для уменьшения этой опасности рекоменду­ется увеличивать длину косяка (lk/hk>=13), так как при этом уменьшается поперечная сила, ко­торая равна

Конструкция жестких фронтонов, а также примыка­ние свода к фронтону должны быть проверены расчетом на нагрузку, приходящуюся на единицу длины горизон­тальной проекции фронтонной арки, по формуле

где qф—соответствующая (симметричная или односторонняя) на­грузка на горизонтальную проекцию свода. Значение В в формуле следует принимать не более 2,5sд.

В зависимости от схемы настенные брусья рассчиты­вают на изгиб: а) при опирании на отдельно стоящие стойки — на косой изгиб от действия вертикальной и го­ризонтальной (распор) нагрузки от свода; б) при опи­рании на стену — на изгиб в горизонтальной плоскости от действия распора.

Расчетный пролет при расчете на вертикальные на­грузки — расстояние между стойками, на горизонтальные нагрузки — расстояние между затяжками свода.

 

55. Кружально-сетчатые своды с узлами на шипах (система С.И.Песельника) Особен-ти конструир-я косяков и узлов.

Конструкция кружально-сетчатых сводов (системы С.И.Песельника) с узлами на шипах. Своды этой системы изготовляют из косяков цельного сечения, имеющих на концах шипы, а посередине сквозное гнездо. В каж­дом узле сетки сопрягаются три косяка, из которых два набегающих косяка входят с обеих сторон своими шипа­ми в гнездо сквозного косяка. В кружально-сетчатом своде с узлами на шипах применяют сетку как прямо­угольную, так и косоугольную с углом ф==45°.

Верхняя кромка косяка может быть криволинейного (эллиптического или приближающего к круговому) очер­тания либо с двумя или одним переломом по очертанию описанного или вписанного в окружность правильного многоугольника. Косяк с двумя переломами имеет большую жесткость, меньшую длину пропи­ла и дает меньше отходов при изготовлении, чем косяк с одним переломом.

Оси сквозного гнезда для шипов располагаются соот­ветственно посередине длины и высоты косяка. Форма гнезда прямоугольная. Высоту гнезда, а следовательно, и шипа обычно принимают 1/4 высоты косяка (hк). Для удобства монтажа свода, который ведут от опор к ша-лыге, рекомендуется решать узел так, чтобы шип вышележащего набегающего косяка распола­гался в гнезде над шипом нижележащего косяка. Такое решение вызывается также необходимостью обеспечить в гнезде взаимный упор набегающих косяков для вос­приятия одной из действующих в узле сил, направлен­ной нормально к их оси.

Косяки в своде помимо продольной силы сжатия изгибающего момента воспринимают поперечные силы,которые передаются таким образом, что вызывают опасность раскалывания косяков. Чем больше длина косяка, тем меньше поперечная сила, вызываю­щая эту опасность. Рекомендуется приниматьlk/hk>=13. Толщина косяка b должна быть не менее 2,5 см, а hк/bк<=4,5.

Узловое соединение может быть решено двояко — с эксцентриситетом (рис. IX.6, а) и без него (рис. 1Х.6.б). У узла с эксцентриситетом шипы в гнезде расположены так, что они взаимно упираются только своими нижними ребрами, которые должны воспринять таким образом одну из составляющих сил, уравновешивающих узел. Это возможно только тогда, когда ребра

сильно обомнутся и образуется площадка смятия, достаточная для восприятия действующего усилия, что уве­личит деформацию свода.

В узле без эксцентриситета площадка для взаимного упора шипов в гнезде обеспечена. Оси набегающих кося­ков почти совпадают. Дополнительные деформации в узлах отсутствуют. В центрированном узле не возникает дополнительного изгибающего момента в направлении наименьшего момента инерции косяка от продольных усилий в набегающих косяках. Несмотря на то, что в не­центрированном узле форма шипов несколько прощеи их легче изготовить, нежели в центрированном, предпоч­тение следует отдать последнему.

От значения шага сетки с вдоль образующей свода и шага Δ5 вдоль дуги его поперечного сечения зависит вся геометрия свода. В косоугольной сетке, где угол между косяками может быть взят в определенных пределах (35—50°), следует принимать с и Δ5 таким образом, что­бы длина образующей свода В (в чистоте) была кратной шагу с, а длина дуги sд поперечного сечения свода была кратна шагу Δ5. Это обеспечивает стандартность опор­ных узлов с одной и другой стороны свода, а также стандартность торцовых узлов. В прямоугольной сетке эти условия выполнить полностью невозможно и прихо­дится ограничиваться выбором только одного парамет­ра — либо Δ5, либо с, так как они связаны между собой стабильным (прямым) углом при заданных значениях пролета (l) и стрелы (f) свода.

От величины шага с также зависит значение усилий, воспринимаемых косяками. При прочих равных условиях чем больше с, тем значительнее изгибающий момент и нормальная сила, воспринимаемые косяками, и тем больше изгибающий момент в элементах кровли, для ко­торых с является расчетным значением пролета. Исходя из этих соображений для сводов с пролетами до 20 м рекомендуется назначать с=0,8...1,5 м.

Общее количество косяков различных типов, включая расположенные по контуру свода, при их стандартном примыкании к торцам в косоугольной сетке равно семи, а в прямоугольной сетке — шести.

Расчет кружально-сетчатых сводов. Кружально-сетчатый свод представляет собой сложную пространствен­ную стержневую систему, точный расчет которой весьма сложен.Применяют расчет по приближенно­му методу.

Из свода нормально к его оси выделяют расчетную полосу шириной, равной шагу сетки с. В соответствии со схемой свода выделенную поло­су рассматривают как плоскую двух- или трехшарнир­ную арку постоянной жесткости, нагруженную приходящейся на нее нагрузкой. Площадь сечения арки прини­мают равной площади сечения двух косяков, а момент инерции арки приравнивают моменту инерции одного косяка.В каждом узле сетки обычного свода изгибающий момент воспринимается полностью только одним сквоз­ным косяком. Полученный из расчета изгибающий мо­мент Ма, действующий в плоскости арки, не совпадает с плоскостью сквозного косяка, что дополнительно вызы­вает в косяках крутящий момент, одинаково восприни­маемый обоими косяками (сквозным и набегающим). Если представить изгибающий момент, действующий в данном сечении, в виде силы N, приложенной с соответ­ствующим плечом по отношению к центру рассчитывае­мого сечения,то изгибающий момент M1, вос­принимаемый сквозным косяком, будет создаваться со­ставляющей N¹, а составляющие N¹¹, действующие нор­мально к осям косяков, создадут в них крутящие момен­ты М". Таким образом, изгибающий момент в сквозном косяке

где Ма — расчетный момент в арке; а — угол между косяками и об­разующей свода.

Крутящий момент в расчете косяков обычно не учи­тывают, так как он в основном воспринимается насти­лом, прикрепляемым к косякам.

Благодаря пространственной работе покрытия на зна­чение изгибающих косяки моментов оказывают влияние жесткие фронтоны, которые увеличивают жесткость по­крытия и уменьшают прогибы и изгибающие моменты в косяках. Разгружающее действие жестких фронтонов определяют коэффициентом kф в зависимоcти от отношения В/sд, где В — расстояние между жест­кими фронтонами; sд — длина дуги поперечного сечения свода.

Таким образом, расчетный изгибающий момент в ко­сяке

а в бесшарнирном варианте из клеефанерных косяков

При внецентренном узловом соединении неизбежно появление дополнительных изгибающих моментов, дейст­вующих в направлении меньшего момента инерции кося­ков. Однако, как правило, при наличии про­дольного настила эти дополнительные моменты обычно в расчете не учитываются. Необходимо иметь в виду, что прикреплять каждый элемент настила к каждому кося­ку обязательно следует не менее чем двумя гвоздями.

В выделенной арочной полосе нормальные силы Nа воспринимаются одинаково обоими косяками. На каждый косяк передается усилие

Проверяют напряжение в косяках по формуле

где Fнт, Wнт — площадь и момент сопротивления нетто косяка в се­редине его длины; а — угол между продольной осью косяка и обра­зующей свода;

где l — гибкость свода, определяемая для варианта с узламинаболтах из косяков цельного сечения по формуле

где 0,6 — эмпирический коэффициент, учитывающий пространствен­ную работу сетки свода.

Для свода стрельчатого очертания этот коэффициент равен 0,7.

Так как суммарная деформация свода определяется длиной, на которой происходит накопление элементар­ных деформаций под действием изгибающего момента, то, учитывая косое направление косяков, расчетная дли­на свода увеличивается делением на Sin а.

Свободную расчетную длину дуги свода принимают при наличии односторонней нагрузки lо==0,58Sа.

В своде с узловыми соединениями на шипах опорная реакция воспринимается шипами и передается на соот­ветствующие грани гнезда, а в варианте с узловыми соединениями на болтах — силами трения между торца­ми косяков и боковыми гранями сквозных косяков.

Передача поперечных сил Q с узлами на болтах тре­нием происходит равномерно по всей высоте торца, а не сосредоточенно по линии верхних или нижних граней гнезда и соответствующих граней шипов, что немного повышает опасность раскалывания косяков в этом вари­анте свода. Для уменьшения этой опасности рекоменду­ется увеличивать длину косяка (lk/hk>=13), так как при этом уменьшается поперечная сила, ко­торая равна

Конструкция жестких фронтонов, а также примыка­ние свода к фронтону должны быть проверены расчетом на нагрузку, приходящуюся на единицу длины горизон­тальной проекции фронтонной арки, по формуле

где qф—соответствующая (симметричная или односторонняя) на­грузка на горизонтальную проекцию свода. Значение В в формуле следует принимать не более 2,5sд.

В зависимости от схемы настенные брусья рассчиты­вают на изгиб: а) при опирании на отдельно стоящие стойки — на косой изгиб от действия вертикальной и го­ризонтальной (распор) нагрузки от свода; б) при опи­рании на стену — на изгиб в горизонтальной плоскости от действия распора.

Расчетный пролет при расчете на вертикальные на­грузки — расстояние между стойками, на горизонтальные нагрузки — расстояние между затяжками свода.

56. Кружально-сетчатые своды с узлами на болтах. Особен-ти конструир-я косяков и узлов.

Кружально-сетчатые своды с узлами на болтах. В своде этой системы косяки в основных (средних) уз­лах соединяются между собой болтами, работающими на растяжение (рис. IX.8 и 1Х.9). При этом набегающие косяки примыкают к сквозному косяку близ середины его длины с некоторым смещением 5. Смещение должно быть минимальным и выбирают его так, чтобы отверстия для болтов на концах косяков находились вне скошенной торцовой поверхности последних.

В обычных конструкциях, где угол а между косяка­ми и образующей свода не менее 67°, минимальное смещение s=2b+30 мм, где b—толщина косяка. Ось бол­та проходит через центр узла, совпадающий с серединой сквозного косяка. Косяки имеют на концах круглые отверстия, размер которых равен диаметру болтов плюс 4 мм, а посереди­не — продолговатое отверстие такой же ширины. Длину l 1 отверстия выбирают так, чтобы болт мог свободно пройти через него под нужным углом.