Горение и защита деревянных конструкций от возгорания

Горение и защита деревянных конструкций от возгорания

 

В соответствии с противопожарными нормами все строительные конструкции регламентируются по показателям огнестойкости и распространению огня. Огнестойкостью называется способность конструкции сохранять несущую способность и ограждать помещение в условиях пожара. Характеризуется пределом огнестойкости – временем действия огня до разрушения конструкции или до образования сквозных отверстий, или до перегрева поверхности, противоположной действию огня в среднем более чем 140 ⁰С. Огнестойкость деревянных конструкций зависит от их площади поперечного сечения. Чем больше сечение, тем выше предел огнестойкости (для балки из бруса сечением 17х17 см предел огнестойкости составляет порядка 40 мин, при уровне напряжений 10 МПа). Это объясняется низким коэффициентом теплопроводности обуглившегося наружного слоя (в 4 раза меньше, чем у древесины), который препятствует проникновению тепла и кислорода в зону горения.

Защита

1. Конструктивная. Ликвидация условий, благоприятных для возгораний.

2. Химическая (противопожарная пропитка или окраска веществами, которые называются антипиренами). Наиболее простой способ защиты древесины – поверхностная обработка химическими составами кистью, валиком или краскораспылителем. Пропитывают путем вымачивания в ваннах с раствором антипирена, большая глубина пропитки может быть достигнута способом «горяче-холодных ванн», наиболее глубокая пропитка достигается в автоклавах. При нагревантипирены расплавляются, образуя огнезащитную пленку или газообразное облако, препятствующее доступу кислорода к древесине.

№ 14 Балки перекрытий

Балки перекрытий являются опорами настилов междуэтажных, чердачных перекрытий и рабочих площадок. В большинстве случаев – это однопролетные балки, свободно опертые на стены, стойки здания. Эти балки работают на изгиб от собственного веса конструкций перекрытия и временной распределенной нагрузки. Они рассчитываются на прочность и прогиб.

В таких балках нередко делают подрезки на опорах. Для того чтобы на опоре не образовывались трещины в месте подрезки должны соблюдаться следующие условия:

- глубина подрезки должна быть не более ¼ высоты сечения;

- длина подрезки должна быть не более высоты сечения;

- длина скоса должна быть не менее двух глубин подрезки;

- должно выполняться условие МПа,

где А – опорная реакция от расчетной нагрузки;

b и h – ширина и высота поперечного сечения без подрезки.

Клеефанерные настилы

 

Клеефанерные настилы являются наиболее эффективным и перспективным видом ограждающих конструкций. Клеефанерные плиты покрытий и панели стен состоят из дощатого каркаса и фанерных обшивок, соединенных клеем. Они имеют длину l =3–6 м, ширину b =1–1,5 м, соответствующую размерам фанерного листа.

Каркас плит и панелей состоит из продольных и поперечных досок-ребер, которые могут быть цельными или клееными. Продольные рабочие ребра, сплошные по длине, ставятся на расстоянии не более 50 см друг от друга. Поперечные ребра жесткости ставятся на расстоянии не более 3 м, как правило, в местах расположения стыков фанеры, и прерываются в местах пересечения с продольными ребрами. Обшивки плит и панелей состоят из листов фанеры повышенной водостойкости марки ФСФ, толщиной не менее 8 мм, состыкованных по длине «на ус». Обшивки склеиваются с каркасом таким образом, чтобы направление наружных волокон фанеры совпадало с направлением древесины продольных ребер для того, чтобы фанера работала в направлении своей большей прочности и жесткости. Клеефанерные плиты одновременно выполняют функции настила, прогонов, водо- и пароизоляции. Они характеризуются малой массой при значительной несущей способности, имеют большую жесткость в своей плоскости. Поверхности плит, обращенные внутрь помещения, покрывают огнезащитными составами для повышения их огнестойкости.

Исходя из условий противопожарной безопасности, в качестве утеплителя рекомендуется использовать жесткие минераловатные плиты плотностью 100-150 кг/м³ на фенольном связующем.

По форме поперечного сечения клеефанерные плиты могут быть следующих видов:

1) коробчатые;

2) ребристые, обшивкой вверх;

3) ребристые, обшивкой вниз.

Коробчатые клеефанерные плиты применяют в утепленных покрытиях с рулонной кровлей и гладким потолком Они имеют двухсторонние обшивки, образующие вместе с ребрами ряд полостей, в которые по слою пароизоляции укладывают утеплитель. Полости всех плит настила соединяются отверстиями в единую вентилируемую прослойку (осушающий продух), сообщающуюся с наружным воздухом, что обеспечивает осушающий режим работы настила.

Ребристые клеефанерные плиты обшивкой вверх применяют в холодных и утепленных покрытиях с рулонной кровлей без гладкого потолка. Они имеют только одну верхнюю обшивку, поверх которой укладывают утеплитель и рулонный ковер.

Ребристые клеефанерные плиты обшивкой вниз применяют в утепленных и холодных покрытиях с кровлей из волнистых асбестоцементных листов, ондулина, алюминиевых листов, металлочерепицы. Они имеют только одну нижнюю обшивку. Листы кровли укладываются по продольным ребрам, а утеплитель размещают по обшивке между ребрами.

Наиболее распространенными являются коробчатые клеефанерные плиты и панели.

Клеефанерные плиты опираются на основные несущие конструкции. Ширина опорных площадок в соответствии с пунктом 6.7 СНиП II-25-80 должна быть не менее 5,5 см. Плиты прикрепляют к несущим конструкциям шурупами или гвоздями.

Для обеспечения совместных прогибов всего настила плиты соединяют между собой по кромкам. Соединять можно глухими нагелями, которые ставят через 1,5–2 м или гвоздями с шагом 50 см, через соединительные бруски, прибиваемые к крайним ребрам панелей.

.

 

Рисунок 4.6 – Клеефанерные плиты покрытия:

а – конструкция; б – расчетные схемы; 1 – коробчатая; 2 – ребристая обшивкой вверх; 3 – ребристая обшивкой вниз; 4 – клей; 5 – утеплитель; 6 – пароизоляция; 7 – осушающий продух; 8 - фанерная обшивка; 9 – продольные ребра; 10 – поперечные ребра

 

Расчет клеефанерных плит

Расчет производят по прочности и прогибам при изгибе по схеме однопролетной свободно опертой балки на нормальные составляющие нагрузок от собственного веса g_x и снега p_x. От суммы этих двух нагрузок определяют расчетный изгибающий момент, поперечные силы и максимальные прогибы. Верхнюю обшивку дополнительно проверяют на местный изгиб от сосредоточенной силы Р =1·1,2=1,2 кН, условно распределенной на ширине 1 м, как жестко заделанную в местах присоединения к ребрам.

Фанерные обшивки и продольные ребра работают совместно благодаря жесткости клеевых соединений.

Сечение коробчатой плиты считают условно двутавровым, а ребристых – тавровым полкой вверх или вниз.

При этом ширина стенки равна сумме ширин ребер (b_ст=Σb_реб), а расчетная ширина обшивок с учетом неравномерности распределения напряжений по ширине плиты принимается равной:

b_расч=0,9b, при l≥6a, b_расч=0,9 , при l<6a,

где

b – полная ширина сечения плиты;

l – пролет плиты;

a – расстояние между продольными ребрами по осям.

Геометрические характеристики сечений плиты определяют с учетом различных величин модулей упругости древесины E_д и фанеры E_ф. В результате определяют приведенные геометрические характеристики сечения. Приведение выполняется к тому материалу, в котором определяется напряжение.

Так, площадь сечения, приведенного к фанере

Приведенный момент инерции

Приведенный к фанере момент сопротивления

,
где Z_ф – расстояние от нижней грани фанерной обшивки до центра тяжести расчетного сечения. Для коробчатых плит с одинаковыми верхней и нижней обшивками:

.

 

В общем случае .

Сечения клеефанерных плит подбирают методом попыток, при котором предварительно задаются сечениями, а затем производят все необходимые расчеты и выполняют проверки по прочности и прогибам.

 

При расчете клеефанерной плиты производят следующие проверки:

1) растянутой обшивки на прочность:

σ= ,

где М – расчетный изгибающий момент;

W_пр.ф. – момент сопротивления, приведенный к фанере;

R_ф.р – расчетное сопротивление фанеры растяжению;

m_ф =0,6 для фанеры марки ФСФ (0,8 – для бакелизированной фанеры) – коэффициент, учитывающий ослабление сечения стыком «на ус».

 

2) сжатой обшивки на устойчивость:

,

где φ_ф – коэффициент продольного изгиба

 

, при а/δ ≥50,

, при а/δ< 50,

где а – расстояние между ребрами в свету,

δ – толщина фанеры.

 

3) верхней обшивки на местный изгиб от расчетной сосредоточенной силы Р =1,2 кН:

,

где .

m_н =1,2 – коэффициент условия работы для конструкций, рассчитываемых с учетом воздействия кратковременной монтажной нагрузки.

4) на скалывание по клеевому шву (в местах приклейки ребер к обшивкам):

, где

b_сум – суммарная ширина ребер каркаса;

R_фск – расчетное сопротивление фанеры скалыванию вдоль волокон наружных слоев.

 

5) на скалывание ребер каркаса плит:

, где

b_сум – суммарная ширина ребер каркаса;

R_ск – расчетное сопротивление древесины скалыванию вдоль волокон.

5) по прогибам:

.

 

Клеефанерные панели стен рассчитывают на изгиб от ветровой нагрузки.

Плиты с деревянным каркасом и плоскими асбестоцементными обшивками имеют такую же конструкцию и размеры, что и клеефанерные плиты. Их применяют в холодных и утепленных покрытиях и помещениях с асбестоцементной и рулонной кровлей, потолок которых должен быть несгораемым.

Обшивки соединяются с каркасом шурупами. При проектировании таких плит возможны два расчетно-конструктивных варианта:

1. Шурупы ставятся в отверстия большего диаметра (на 2 мм), обшивки в этом случае в работе плиты на изгиб не участвуют, несущими элементами являются только продольные ребра.

2. Длина листов обшивки равна длине плиты, диаметр отверстия в обшивке равен диаметру шурупа. В этом случае обшивка в работе плиты на изгиб участвуют, геометрические характеристики поперечного сечения находятся по методу приведенного сечения, конструкция рассчитывается как составная на податливых связях (об этом будет говориться позже).

 

 

1. Строение древесины хвойных пород

Хвойную древесину используют для изготовления основных элементов деревянных конструкций и строительных деталей. Прямые высокие стволы хвойных деревьев с небольшим количеством сучков позволяют получать прямолинейные пиломатериалы с ограниченным количеством пороков. Хвойная древесина содержит смолы, благодаря чему она лучше сопротивляется увлажнению и загниванию, чем лиственная.

В результате растительного происхождения древесина имеет трубчатоеслоисто-волокнистое строение. Основную массу древесины составляют древесные волокна, расположенные вдоль ствола. Они состоят из удлиненных пустотелых оболочек отмерших клеток (трахеид, длиной порядка 3 мм), основой которых являются органические вещества (целлюлоза и лигнин).

 

 

Рисунок 1.1 – Строение древесины:

a – поперечное строение ствола; б – пласть доски; в - микроструктура; 1 – годичные кольца; 2 - ядро; 3 - заболонь; 4 - сердцевина; 5 – ранние слои; 6 – поздние слои; 7 – клетки-трахеиды

 

Средняя часть стволов древесины большинства хвойных пород (сосны, лиственницы и кедра) имеет более темный цвет, содержит больше смолы и называется ядром. Затем идет более светлая древесина, называемая заболонью и, затем, кора. С возрастом размеры ядра увеличиваются за счет перехода части заболонной древесины в ядровую, а ширина заболони постепенно уменьшается. В то же время процент площади поперечного сечения ствола, приходящийся на заболонь увеличивается вверх по стволу.

Кроме трахеид в древесине имеются горизонтальные сердцевинные лучи. В растущем дереве по ним происходит движение питательных веществ и воды в горизонтальном направлении в период вегетации, а в период покоя в них хранятся запасы питательных веществ.

 

 

Растянутые элементы

 

На растяжение работают нижние пояса и отдельные раскосы ферм, затяжки арок и других сквозных конструкций. Растягивающее усилие N действует вдоль оси элемента и во всех точках его поперечного сечения возникают растягивающие напряжения σ, которые с достаточной точностью считаются одинаковыми по величине.

Древесина на растяжение работает почти упруго и показывает высокую прочность. Разрушение происходит хрупко в виде почти мгновенного разрыва. Стандартные образцы при испытаниях на растяжение имеют вид «восьмерки».

Как видно из диаграммы растяжения древесины без пороков, зависимость деформаций от напряжений близка к линейной, а прочность достигает

100 МПа.

Однако прочность реальной древесины при растяжении, учитывая ее значительные колебания, большое влияние пороков и длительности нагружения значительно ниже: так для неклееной древесины 1 сорта R_р =10 МПа, для клееной древесины влияние пороков уменьшается, поэтому R_р =12 МПа. Проверочный расчет растянутых элементов производится по формуле:

σ

 

 

F_нт. – площадь рассматриваемого поперечного сечения, причем ослабления, расположенные на участке длиной

20 см считаются совмещенными в одном сечении. Для подбора сечений пользуются этой же формулой, но относительно искомой (требуемой) площади F_тр. Прочность растянутых элементов в тех местах, где есть ослабления, снижается в результате концентрации напряжений у их краев. Это учитывается коэффициентом условия работы m₀ =0,8.

Расчеты сжатых элементов

Сжатые элементы

На сжатие работают стойки, подкосы, верхние пояса и отдельные стержни ферм. В сечениях элемента от сжимающего усилия N, действующего вдоль его оси, возникают почти одинаковые по величине сжимающие напряжения σ (эпюра прямоугольная).

Стандартные образцы при испытании на сжатие имеют вид прямоугольной призмы с размерами, указанными на рисунке 2.2.

Древесина работает на сжатие надежно, но не вполне упруго. Примерно до половины предела прочности рост деформаций происходит по закону близкому к линейному, и древесина работает почти упруго. При росте нагрузки увеличение деформаций все более опережает рост напряжений, указывая на упруго-пластический характер работы древесины.

Разрушение образцов без пороков происходит при напряжениях, достигающих 44 МПа, пластично, в результате потери устойчивости ряда волокон, о чем свидетельствует характерная складка. Пороки меньше снижают прочность древесины, чем при растяжении, поэтому расчетное сопротивление реальной древесины при сжатии выше и составляет для древесины 1 сорта

R_с= 14÷16 МПа, а для 2 и 3 сортов эти величины немного ниже.

Расчет на прочность сжатых элементов производится по формуле

,

где

Рисунок 2.2 – Сжатый элемент: а – график деформаций и стандартный образец; б – расчетная схема, характер разрушения и эпюра напряжений; в – типы закреплений концов и расчетные длины

R_с – расчетное сопротивление сжатию.

Аналогичным образом рассчитываются и сминаемые по всей поверхности элементы. Сжатые стержни, имеющие большую длину и незакрепленные в поперечном направлении должны быть, помимо расчета на прочность, рассчитаны на продольный изгиб. Явление продольного изгиба заключается в том, что гибкий центрально-сжатый прямой стержень теряет свою прямолинейную форму (теряет устойчивость) и начинает выпучиваться при напряжениях, значительно меньших предела прочности. Проверку сжатого элемента с учетом его устойчивости производят по формуле

σ ,

где

F_расч – расчетная площадь поперечного сечения,

φ – коэффициент продольного изгиба.

F_расч принимается равной:

1. При отсутствии ослаблений F_расч = F_бр,

2. При ослаблениях, не выходящих на кромки, если площадь ослаблений не превышает 25% F_бр, F_расч = F_бр,

3. То же, если площадь ослаблений превышает 25% F_бр, F_расч = 4/3F_нт,

4. При симметричных ослаблениях, выходящих на кромки F_расч = F_нт.

При несимметричных ослаблениях, выходящих на кромку, элементы рассчитывают как внецентренно-сжатые.

Коэффициент продольного изгиба φ всегда меньше 1 и определяется в зависимости от расчетной длины элемента l₀, ирадиуса инерции сечения r и его гибкости λ. Гибкость элемента λ равна отношению расчетной длины l₀ к радиусу инерции сечения элемента

; .

Расчетную длину элемента l₀ следует определять умножением его свободной длины l на коэффициент μ₀

l₀=l μ₀, где

коэффициент μ₀ принимается в зависимости от типа закрепления концов элемента:

- при шарнирно закрепленных концах μ₀ =1;

- при одном шарнирно закрепленном, а другом защемленном μ₀ =0,8;

- при одном защемленном, а другом свободном нагруженном конце μ₀ =2,2;

- при обоих защемленных концах μ₀ =0,65.

Гибкость сжатых элементов ограничивается с тем, чтобы они не получились недопустимо гибкими и недостаточно надежными. Отдельные элементы конструкций (колонны, сжатые пояса, опорные раскосы и опорные стойки ферм) должны иметь гибкость не более 120. Прочие сжатые элементы основных сквозных конструкций – не более 150, сжатые элементы связей – 200.

При гибкости более 70 (λ >70) сжатый элемент теряет устойчивость, когда напряжения сжатия в древесине еще невелики, и она работает упруго.

Коэффициент продольного изгиба (или коэффициент устойчивости), равный отношению напряжения в момент потери устойчивости σ_кр к пределу прочности при сжатии R_пр, определяют по формуле Эйлера с учетом постоянного отношения модуля упругости древесины к пределу прочности:

,

где А =3000 – для древесины,

А =2500 – для фанеры.

При гибкостях, равных и меньших 70 (λ ≤70) элемент теряет устойчивость, когда напряжения сжатия достигают упругопластической стадии и модуль упругости древесины понижается. Коэффициент продольного изгиба при этом определяют с учетом переменного модуля упругости по упрощенной теоретической формуле

,

где a =0,8 – коэффициент для древесины;

a =1 – коэффициент для фанеры.

При подборе сечения используют формулу расчета на устойчивость, предварительно задаваясь величиной λ и φ.

 

Рисунок 2.1 – Растянутый элемент: а – график деформаций и стандартный образец; б – расчетная схема; в – характер разрушения, ослабления и расчетная эпюра напряжений

Изгибаемые элементы

В изгибаемых элементах от нагрузок, действующих поперек продольной оси, возникают изгибающие моменты М и поперечные силы Q, определяемые методами строительной механики. Например, в однопролетной балке пролетом l от равномерно-распределенной нагрузки q возникают изгибающие моменты

Рисунок 2.3 – Изгибаемый элемент: а – график деформаций и стандартный образец; б – расчетная схема; в – характер разрушения и эпюры напряжений; г – схема работы сечений при косом изгибе

и поперечные силы .

От изгибающего момента в сечениях элемента возникают деформации и напряжения изгиба σ, которые состоят из сжатия в одной части сечения и растяжения в другой, в результате элемент изгибается.

Диаграмма, как и для сжатия, примерно до половины, имеет линейное очертание, затем изгибается, показывая ускоренный рост прогибов.

=80 МПа – предел прочности чистой древесины на изгиб при кратковременных испытаниях. Разрушение образца начинается с появления складок в крайних сжатых волокнах и завершается разрывом крайних растянутых. Расчетное сопротивление изгибу по СНиП II-25-80 равно расчетному сопротивлению сжатию. Следует заметить, что значение расчетного сопротивления сжатию и изгибу для пиленых лесоматериалов зависит не только от сорта, но и от ширины сечения. Для более широких пиломатериалов при одинаковом количестве перерезанных волокон процент неперерезанных волокон больше, что и обусловливает более высокое сопротивление. Бревна не имеют перерезанных волокон, поэтому их расчетное сопротивление не зависит от диаметра.

 

Сжато-изгибаемые элементы

Сжато-изгибаемыми называются элементы, на которые одновременно действует изгибающий момент и центрально приложенное продольное сжимающее усилие. Так работают, например, верхние сжатые пояса ферм, нагруженные дополнительно межузловой поперечной нагрузкой.

В сечениях сжато-изгибаемого элемента возникают равномерные напряжения сжатия от продольных сил N и напряжения сжатия и растяжения от изгибающего момента М, которые суммируются.

Искривление сжато-изгибаемого элемента поперечной нагрузкой приводит к появлению дополнительного изгибающего момента с максимальным значением М_N=N·f,

где f – прогиб элемента с учетом дополнительного момента от продольной силы.

Расчет на прочность сжато-изгибаемых и внецентренно-сжатых элементов выполняют по формуле

,

где М_д – изгибающий момент от действия поперечных и продольных нагрузок, определяемый из расчета по деформированной схеме.

Рисунок 2.6 – Сжато-изгибаемый элемент: а – расчетная схема и эпюры изгибающих моментов; б – эпюры напряжений

Для шарнирно-опертых элементов при симметричных эпюрах изгибающих моментов синусоидального, параболического и близких к ним очертаний

,

где

М – изгибающий момент в расчетном сечении без учета дополнительного момента от продольной силы;

ξ – коэффициент, изменяющийся от 0 до 1, учитывающий дополнительный момент от продольной силы вследствие прогиба элемента, определяемый по формуле:

,

где

φ – коэффициент продольного изгиба, определяемый по формуле (8) п.4.3 СНиП II-25-80

,

где А =3000 – для древесины; А =2500 – для фанеры.

Кроме проверки на прочность, сжато-изгибаемые элементы проверяются на устойчивость по формуле:

,

Где F_бр – площадь брутто с максимальными размерами сечения элемента на участке l_p;

W_бр – максимальный момент сопротивления на участке l_p;

n =2 – для элементов без закрепления растянутой зоны из плоскости деформирования;

n =1 – для элементов, имеющих закрепления в растянутой зоне из плоскости деформирования;

φ – коэффициент продольного изгиба, определяемый по формуле, указанной выше для гибкости участка элемента расчетной длиной l_p из плоскости деформирования;

φ_м – коэффициент, формула для определения этого коэффициента была приведена ранее.

 

№27 Компонентный состав пластмасс. Термопластичные и термореактивные пластмассы.

Классификация пластмасс.

В зависимости от поведения смол при действии на них температуры, пластмассы делятся на два вида: а) термопластичные пластмассы (или термопласты) на основе термопластичных смол; б) термореактивные (реактопласты) на основе термореактивных смол.

Термопластичные пластмассы обычно называются по связующему веществу, исходя из наименования мономера с добавлением приставки «поли-» (поливинилхлорид, полиэтилен, полистирол и др.).

Термореактивные – называют по виду наполнителя (стеклопластики, древесные пластики и др.).

 

№24 Своды. Основные виды и основы расчета.

К пространственным деревянным конструкциям или, как их часто принято называть, к покрытиям-оболочкам относят покрытия с изогнутой поверхностью, в которых все составляющие элементы работают совместно как единое целое. Оболочки благодаря такой поверхности менее материалоёмки, чем плоские конструкции и являются совмещённым видом покрытия, т.к. способны выполнять одновременно несущую и ограждающую функции. Они могут иметь многообразные формы различного функционального назначения.

К основным конструктивным типам пространственных деревянных конструкций относятся:

1)распорные своды при прямоугольном плане и опирании на

продольные стены;

2)складки и своды оболочки, опёртые в основном только на поперечные торцевые стены, а также оболочки двоякой положительной или отрицательной кривизны;

3)купола, опёртые по контуру круглого или многоугольного здания.

Указанные типы деревянных конструкций могут быть выполнены в виде:

ребристых складок и оболочек, в которых для увеличения жёсткости тонкостенные элементы усилены рёбрами

тонкостенных оболочек;

сетчатых систем.

 

Применение перечисленных пространственных деревянных конструкций целесообразно в следующих случаях:

· когда необходимо использовать внутренний габарит при малой строительной высоте конструкций (область применения сводов-оболочек и куполов);

· если в продольных стенах необходимы большие проёмы для ворот (например, в ангарах) и опирание должно осуществляться на торцевые стены (это область применения сводов-оболочек и складок);

· в покрытиях над круглыми, овальными, квадратными и многоугольными в плане помещениями (область применения куполов).

Пространственные деревянные конструкции используются для покрытий различных промышленных, общественных и сельскохозяйственных зданий: спортивных залов, зерноскладов, выставочных павильонов, театральных и концертных залов, крытых рынков и т.п.

Наша страна обладает приоритетом в области пространственных деревянных конструкций, у нас разработаны многие их современные виды.

Длительная эксплуатация пространственных конструкций как у нас в стране, так и за рубежом свидетельствует об их надёжности и долговечности. Построенные в нашей стране свыше трех десятков лет назад деревянные своды и купола продолжают эксплуатироваться и находятся в хорошем состоянии. За рубежом пространственные деревянные конструкции всё шире применяют для перекрытия уникальных по размерам пролётов.

Рассмотрим основные типы пространственных деревянных конструкций, придерживаясь их классификации.

 

 

Распорные своды

Оболочки в виде сводов имеют цилиндрическую форму поверхности и опираются по сторонам, параллельным образующим. Существует два основных вида распорных сводов:

· тонкостенный клеефанерный свод стрельчатого или кругового очертания с затяжкой или с передачей распора непосредственно опорам

Рисунок 12.4 – Тонкостенный клеефанерный свод кругового очертания с затяжкой сборной конструкции

 

· кружально-сетчатый свод кругового или стрельчатого очертания с затяжкой или с передачей распора на стены

 

Рисунок 12.5 – Кружально-сетчатый свод кругового очертания с передачей распора на стены

 

– для сводов круговых;

– для стрельчатых сводов.

 

Кружально-сетчатые своды являются наиболее распространёнными пространственными конструкциями. Состоят они из косяков (цельных или клеефанерных). Пролёт сводов из цельных косяков l=12-20 м, из клеефанерных l=20-100 м.

Основные узлы сетки образуются из трёх косяков, один из которых является сквозным и проходит через узел не прерываясь, а два других набегающих косяка примыкают к сквозному.

В зависимости от конструкции косяков и их соединения между собой различают:

· безметальные кружально-сетчатые своды системы архитектора С.И.Песельника;

· кружально-сетчатые своды с узлами на болтах системы Цолльбау;

· своды из составных клеефанерных косяков.

 

Своды системы Песельника изготовляются из косяков цельного сечения, имеющих на концах шипы, а посередине сквозное гнездо.

В каждом узле сетки сопрягаются три косяка, из которых два набегающих входят с двух сторон своими шипами в гнездо сквозного косяка. Верхняя кромка косяка может быть криволинейной, либо с одним или двумя переломами, шаг сетки свода с = 0,8–1,5 м, тогда длина косяков оказывается порядка 2 м.

Рисунок 12.6 – Косяки безметального свода с узлами на шипах

 

В безметальном кружально-сетчатом своде применяется сетка как прямоугольная, так и косоугольная с углом φ = 45°.

Узловое соединение может быть нецентрированное, когда оси набегающих косяков не совпадают и центрированное, когда оси совпадают. В последнем случае шип имеет клиновидную форму.

 

а)

б)

Рисунок 12.7 – Узлы безметального свода с узлами на шипах:

а – нецентрированный; б – центрированный

 

Кружально-сетчатые своды с узлами на болтах (системы Цолльбау) имеют косяки с круглыми отверстиями на концах (под болты) и овальными отверстиями посередине косяка.

Рисунок 12.8 – Косяк свода с узлами на болтах

 

В узлах соединения косяков набегающие косяки путём натяжения болта плотно прижимаются к косяку.

 

 

Рисунок 12.9 – Основной (средний) узел свода системы Цолльбау

 

Своды из клеефанерных косяков могут выполняться в безметальном и метальном вариантах. В первом случае косяки соединяются в узлах на врубках подобно тому, как это делается в сводах Песельника. Косяки имеют коробчатую форму сечения.

Рисунок 12.10 – Клеефанерный косяк безметалльного свода

 

Конструкция и расчёт составных косяков аналогичны конструкции и расчёту клеефанерных балок.

Все ранее рассмотренные соединения косяков сетки кружально-сетчатых сводов являются шарнирными. Изгибающий момент в узлах сеток воспринимается только сквозными косяками.

В метальном варианте свода из клеефанерных косяков устраивают бесшарнирное соединение косяков, когда изгибающий момент в узле воспринимается не только сквозным, но и набегающими косяками.

Это достигается путём соединения набегающих косяков по верхним и нижним граням с помощью вклеенных металлических стержней.

 

Р