Клеедосчатые армированные балки. Особенности расчета.

Хорошая адгезия заливочных компаундов на основе эпоксидных вяжущих не только к древесине, но также в стали позволяет при ограниченном габарите балок по высоте увеличить их несущую способность, армируя их стальными стержнями. Компаунд обес­печивает надежную совместную работу арматуры и де­рева, если давление при запрессовке во время изготов­ления балок будет 0,2—0,3 МПа. Склеиваемые поверх­ности древесины и стали должны быть без масляных пя­тен и пыли.

По исследованиям, предпочтительно в качестве арматуры ис­пользовать круглые стальные стержни периодического профиля с пределом текучести не менее 400 МПа.

Пазы в древесине для укладки арматуры выбирают фрезерным станком. Они могут быть полукруглыми или квадратными, размером, не превышающим диаметра ар­матуры более чем на 1—1,5 мм. Процент армирования конструкции не должен превышать 3—4:

Расчетное сопротивление стальной арматуры прини­мают по нормам проектирования бетонных и железобе-

тонных конструкций Рассчитывают армированные деревянные конструкции по приведенным геометрическим характеристикам, а их поперечное сече­ние рассматривают как цельное.

Приведенный к древесине момент инерции армиро­ванных балок прямоугольного сечения определяют при двойном симметричном армировании по формуле

где н_а—коэффициент приведения стальной арматуры к древесине; J=bh³/12

При одинарном армировании определяют Fnp, центр тяжести приведенного сечения и далее момент инерции по формуле

Приведенные к древесине моменты сопротивления соответственно будут равны:

при двойном симмегричном армировании

при одинарном армировании

где hсж, — расстояние от оси балки да наиболее удаленного сжатого волокна древесины

Нормальные напряжения

касательные напряжения

где Snp — приведенный статический момент сдвигаемой части сече­ния относительно нейтральной оси приведенного сечения; Ь — шири­на сечения; Rск — расчетное сопротивление скалыванию для клееных элементов.

35.ВИДЫ СТОЕК. Дощатоклееные колонны для зданий с напольным транспортом и подвесными кранами проектируют, как правило, постоянного по высоте сечения. Для зданий с

мостовыми кранами характерно применение колонн с \ст\пом для укладки подкрановых балок (рис. VI22). Колонны в фундаментах защемляют одним из способов, соказанных на рис. VI.24.

Колонны рассчитывают: на вертикальные постоянные нагрузки от веса покрытия, стенового ограждения и соб­ственного веса; на вертикальные временные снеговые нагрузки, нагрузки от кранов и различных коммуника­ций, размещаемых в плоскости покрытия; на горизон­тальные временные ветровые нагрузки и нагрузки, воз­никающие при торможении мостовых и подвесных кра­нов.

Поперечная рама, состоящая из двух колонн, защем­ленных в фундаментах и шарнирно связанных с ригелем (балкой, фермой, аркой), представляет собой однажды статически неопределимую систему (рис. VI.23). Про­дольное усилие в ригеле такой рамы

От равномерно распределенной ветровой нагрузки,на колонны

От стенового ограждения (условно считая, что вер­тикальное усилие от стенового ограждения приложено по середине высоты колонны)

где Mct=Pcie; е=Аст/2+/1н/2—расстояние между серединой стено­вого ограждения и осью колонны.После определения усилия в ригеле определяют из­гибающие моменты и поперечные силы. Высоту сечения колонны Нк принимают в пределах 1/8—1/15Я; ширину Ь^/!к/5. Принятое с учетом сортамента пиломатериалов и условий опирания ригеля на колонну сечение колонн проверяют на расчетное сочетание нагрузок; в плоскости рамы — как сжатоизгибаемый элемент; из плоскости ра­мы — как центрально сжатый элемент.

Предельная гибкость для колонн 120. При определе­нии гибкости расчетную длину колонны в плоскости ра­мы принимают 1о==2,2Н (при отсутствии соединения вер­ха колонн с жесткими торцами здания горизонтальными связями). При вычислении гибкости колонны из пло­скости рамы расчетиую длину принимают равной рас-

 

стоянию между узлами вертикальных связей, поставлен­ных по колоннам в плоскости продольных стен.

Наиболее ответственным в колоннах является жест­кий узел, который обеспечивает восприятие изгибающего момента. Для варианта узла, показанного на рис. VI.24, б, усилия в анкерах Na и анкерных болтах Л^а б находят, исходя из расчетной схемы, показанной на рис. VI.25.

При определении усилия Na. снеговую и другие вре­менные вертикальные нагрузки, не вызывающие изгиба­ющего момента, не учитывают, момент берут максималь­ным.

Из двух условий равновесия

Вычисляем значения Na, подставляя соответствующее ^начение Do (см. рис. VI.25). Усилие в анкерном болте

;е 0,85 — коэффициент, учитывающий возможную неравномерность ^глий в анкерных болтах

Необходимую площадь анкерного болта определяем по формуле

где Nаб —площадь анкерного болта нетто (по сечению, ослаблен­ному нарезкой), Rаб—расчетное сопротивление стали, принимаемое:о табл 60 СНиП 11-23 81 (как для фундаментных болтов).

Отметим, что необходима также проверка фундамен­та на смятие под деревянной клееной колонной и прочно­сти траверсы и крепления ее к колонне.

Стойки рассчитывают (решотчатые) на вертикальную и горизон­тальную нагрузки. При расчете на вертикальную нагруз­ку можно считать (пренебрегая продольными деформа­циями ветвей стойки), что нагрузка, приложенная к од­ной ветви, передается непосредственно этой ветвью на фундамент, не вызывая усилий во второй ветви стойки.

Две стойки, связанные поверху несущей конструкци­ей кровельного покрытия, образуют поперечную раму здания (см. рис. УП.20, б). В деревянных рамах связь ригелей со стойкой, как правило, принимается шарнир­ной, вследствие чего вертикальная нагрузка, изгибающая ригель, не вызывает в стойках изгибающих моментов. Вследствие этого, при расчете на горизонтальную нагруз­ку следует учитывать взаимную связь стоек с ригелем,решая в общем случае однажды статически неопределимую раму, состоящую из двух закрепленных в основа­нии стоек, связанных поверху шарнирно присоединен­ным ригелем.

При определении усилий в элементах решетчатой стойки от действия горизонтальных нагрузок ее рассмат­ривают как консольную ферму, защемленную в фунда­менте. Учитывая значительное расстояние между осями ветвей и обычно одинаковое их сечение, расчет можно вести по формуле

 

где F_НТ — площадь нетто сечения одной ветви стойки; N — усилие в нижнем сечении одной ветви стойки от вертикальной нагрузки; N_M=Л1/Ло— сжимающее усилие от горизонтальных нагрузок, вызы­вающих изгибающий момент М у основания стойки.

Расчетную длину стойки при определении ее гибкости и коэффициента | принимают равной удвоенной дей­ствительной длине (как для консоли).

Податливость связей, соединяющих решетку е ветвя­ми стоек, учитывают введением при вычислений коэффи­циента приведенной гибкости пр, считая гибкость от­дельной ветви . Число срезов связей п_с (болтов, гвоздей) на один метр длины стойки определяют делением числа срезов в узле иа длину панели стойки.,

 

 

Устойчивость отдельной ветви стойки проверяют по формуле:

где — коэффициент продольного изгиба, определяемый по расчет­ной длине l₁ равной расстоянию между узлами стойки; F_бр— пло­щадь брутто сечения ветви; W_БР — момент сопротивления брутто се­чения ветви; М_д=М/ изгибающий момент в стойке, определяемый по деформированной схеме; М — изгибающий момент у основания стойки.

Расчет элементов стойки из плоскости рамы произ­водят без учета изгибающего момента М, отдельно для каждой ветви стойки по расчетной длине, равной рас­стоянию между пространственными связями, раскрепля­ющими ветви. Если сечение ветви составное, то расчет ведут как для составного центрально-сжатого стержня. Усилия в элементах решетки определяют как в ферме с последующим делением на коэффициент . Анкеры рас­считывают по максимальному растягивающему усилию в ветвях стойки при действии постоянной вертикальной минимально возможной и максимальной горизонтальной нагрузок.

36. Конструкции узлов защемления стоек в фундаментах и их расчет.

Анкерами служат стальные полосы, заделываемые в фундамент и рассчитываемые на. максимальное отрывающее усилие N_a, определяемое при наиневыгоднейшем

сочетании нагрузок. К анкерным полоскам приварены

равнобокие уголки. В опорной части клееная стойка на

длине e_СК, определяемой по расчету на скалывание с прижимом, имеет увеличенную высоту сечения для образования наклонных площадок смятия под углом 30—45°,

на которые укладывают уголки. Сквозь консольные части уголков с двух сторон стойки проходят перекрестные тяжи с нарезкой на обоих концах. В месте пересечения приварены к стальным пластинкам, прилегающим вплотную к боковым граням клееной стойки.

Усилие в тяже определяют по формуле

N_т= N_a/cosά

усилие, воспринимаемое площадкой смятия, N_см= 2N_т

площадка скалывания воспринимает усилие

N_ск= 2N_а

Продольную устойчивость здания с плоскими стойка­ми создают постановкой связей по продольным стенам и между внутренними стойками, если таковые имеются, в продольном направлении. Для неизменяемости каркасных торцовых стен в их крайних пролетах также ставят аналогичные связи.

 

Наиболее ответственным в колоннах является жест­кий узел, который обеспечивает восприятие изгибающего момента. Для варианта узла, показанного на рис. У1.24, б, усилия в анкерах N_а и анкерных болтах N_а._б находят, исходя из расчетной схемы, показанной на рис. У1.25.

При определении усилия Л^_а снеговую и другие вре­менные вертикальные нагрузки, не вызывающие изгиба­ющего момента, не учитывают, момент берут максималь­ным.

Из двух условий равновесия

N + N_а -D_с = 0;

M_Д-N_аh_a + D_с (х/3)= 0

Вычисляем значения N_а, подставляя соответствующее значение D_с (см. рис. У1.25). Усилие в анкерном болте

N_а._б =N_a/2*0.85

где 0,85—коэффициент, учитывающий возможную неравномерность усилий в анкерных болтах.

Необходимую площадь анкерного болта определяем

но формуле

F^нт _а._б= N_а._б/ R_а._б

где F^нт _а._б —площадь анкерного болта нетто (по сечению, ослаблен­ному нарезкой); R_а._б — расчетное сопротивление стали, принимаемое по табл. 60 СНиП Н-23-81 (как для фундаментных болтов).

Отметим, что необходима также проверка фундамен­та на смятие под деревянной клееной колонной и прочно­сти траверсы и крепления ее к колонне.

 

Cхема к расчету узла защемления колонны к фундаменту.

37. Треугольные арки из цельной клееной древесины.

Распорную систему треугольного очертания проекти­руют с применением прямолинейных клеедощатых эле­ментов, со стальной затяжкой или с опиранием непосред­ственно на фундаменты. Узлы в этой конструкции реша­ют с эксцентриситетом {см. рис. У1.26), благодаря чему уменьшается расчетный изгибающий момент, который

где Мg — момент от поперечной нагрузки; М_N — разгружающий мо­мент от продольной силы; е — эксцентриситет.

При равномерно распределенной нагрузке

Клееный элемент проверяют на прочность и устойчи­вость плоской формы деформирования по обычным фор­мулам расчета сжато-изгибаемых элементов.

К недостаткам эксцентричного решения узлов отно­сится концентрация скалывающих напряжений в зоне опирания, что учитывается введением коэффициента

к_ск>1.

где Q — расчетная поперечная сила; Sбр — статический момент брутто сдвигаемой части сечения относительно нейтральной оси; Jбр — момент инерции брутто поперечного сеченая элемента относи­тельно нейтральной оси; k_Ск — находят по графику

Следует ограничивать значение эксцентриситета. Ре­комендуется принимать е<0,15h.

Дощатоклееные арки

Дощатоклееные арки применяют кругового или стрельчатого очертания с затяжками или с непосредст­венным опиранием на фундаменты или контрфорсы. При наличии затяжек пролеты арок обычно не превышают 24 м, при опирании на фундаменты или контрфорсы про­леты зданий, осуществленных в СССР, достигали 63 м (здание летнего катка в Архангельске). За рубежом имеются отдельные примеры применения арок с проле­тами более 100 м.

Арки обычно склеивают из пакета досок прямоуголь­ного по высоте сечения, что менее трудоемко. При боль­ших пролетах может оказаться целесообразным приме­нение арок переменного по высоте сечения, принятого с учетом изменения момента по длине арки.

Дощатоклееные арки бывают двух- и трехшарнирны-ми (рис. VI.28). При пролетах до 24 м и f/l=1/8—1/6 целесообразно применять двухшарнирные арки как бо­лее экономичные во всех случаях, когда возможна

транспортировка криволинейных элементов арок. Кри­волинейные арки, как правило, делают с постоянным радиусом кривизны, так как изогнуть доски по окружно­сти легче. В дощатоклееных арках толщину слоев (досок после острожки) для удобства их гнутья целесообразно применять, как правило, не более 1/300 радиуса кривиз­ны и не более 33 мм.

Коньковый узел в трехшарнирных арках можно вы­полнять с деревянными накладками на болтах, воспринимающими поперечную силу от временной нагрузки-и обеспечивающими жесткость узла арки из ее плоскости. В случае, если распор воспринимается затяжкой, она вы­полняется из, профильной или круглой стали.

Арки рассчитываются на нагрузки и воздействия в соответствии со СНиП П-6-74. В результате расчета арок определяют значения М, N,Q.

Нормальные напряжения в арках вычисляют по обычной формуле для сжато-изгибаемого стержня в се­чении с максимальным изгибающим моментом и соот­ветствующей ему нормальной силой:

где No — значение сжимающей силы в ключевом сечении арки.

При отношении напряжений от изгиба к напряжени­ям от сжатия менее 0,1 производят расчет на устойчи­вость в плоскости кривизны арки по формуле

Расчетную длину арки Lo при определении ее гибкости принимают: а) при расчете на прочность по деформиро­ванной схеме:

для двухшарпирных арок при симметричной нагруз­ке L₀=0,35S;

для трехшарнирных арок при симметричной нагруз­ке Lо=0,58S;

для двухшарнирных и трехшарнирных арок при кососимметричной нагрузке — по формуле

Lo=πS/2√π²-а²

где а — центральный угол полуарки, рад; S — полная длина дуги арки.

Для трехшарнирных арок при расчете на несиммет­ричную нагрузку расчетную длину допускается прини­мать Lо = 0,58S. Для трехшарнирных стрельчатых арок с углом перелома в ключе более 10° при всех видах на­грузок Lо=0,5S.

Расчет арок на устойчивость плоской формы дефор­мирования производят по формуле

Клеевые швы проверяют на скалывание по формуле

где Q— расчетная поперечная сила в арке; S — статический момент; J — момент инерции; Ь — ширина арки; Rсk — расчетное сопротив­ление скалыванию для клееных элементов.,

Накладки в коньковом узле рассчитывают на попереч­ную силу при несимметричном загружении арки. Наклад­ки работают на поперечный изгиб. Изгибающий момент накладки (см. рис. У1.28,г).

Усилия, действующие на болты (см. рис. У1.28, г):

Несущую способность болтов определяют с учетом направления сил поперек волокон; она должна быть больше действующих усилий R_1, R₂

Крепление арки в опорных узлах рассчитывают на максимальную поперечную силу, действующую в этих узлах. В арках больших пролетов опорный и конько­вый узлы конструктивно сложнее. Их можно выполнить,например, с помощью специальных элементов, состоя­щих из стальных пластинок, соединенных стержнем из круглой стали (рис. У1.29).

49. Треугольные фермы. Конструкция ферм и расчет.

Несмотря на то что треугольные фермы на лобовых врубках являются одним из старых типов деревянных конструкций построечного изготовления, тем не менее они применяются в строительстве временных зданий и сооружений, а также в сельском строительстве и в настоя­щее время. Для того, чтобы обеспечить работу раскосов только на сжатие в треугольных фермах, на лобовых врубках принимают раскосную решетку с нисходящими раско­сами. Верхний и нижний пояса, а также сжатые раскосы треугольных ферм на лобовых врубках обычно выполня­ется из брусьев (рис1) или из бревен (рис2), растянутые стойки—из круглой стали. Пояса и раскосы брусчатых ферм на лобовых врубках выполняют из брусьев той же ширины поперечного сечения, а высоту сечения элементов определяют соответствующим расче­том.

Стыки верхнего пояса ферм осуществляют лобовым упором и перекрывают парными накладками на болтах. Нижние пояса ферм пролетом до 12 м имеют один стык в середине фермы, перекрытый парными накладками на болтах, а у ферм пролетом свыше 12 м устраивают либо такие же раздельные стыки в местах перелома нижнего пояса для образования строительного подъема, либо устраивают раздвинутый стык (с накладками большей длины). При выполнении стыков болты следует располагать в два ряда.

При создании верхнего и нижнего поясов бревенча­тых треугольных ферм на лобовых врубка брёвна рас­полагают так, чтобы их комли были o6paщены к опор­ным узлам. Комли бревен для раскосов обращают в сто­рону верхнего пояса. Соединение верхнего пояса с ниж­ним в опорном узле ферм выполняют на лобовой врубке.

Опорные узлы современных треугольных ферм на ло­бовых врубках осуществляют лобовым упором на метал­лических натяжных хомутах или тяжах, передающих усилие от вкладыша, в который упирается верхний пояс, на накладки, соединенные с нижним поясом нагелями из круглой стали и болтов. Подобное решение полностью исключает работу на сдвиг со скалыванием древесины нижнего пояса в опорном узле фермы. В современных треугольных фермах подвесной потолок крепят только к узлам нижнего пояса вместо крепления его между уз­лами, как это делалось раньше.

Разработаны новые разновидности ферм на лобовых врубках с нижним поясом из профильной стали, бла­годаря чему существенно повысилась надежность ферм.

Раскосы ферм обычно соединяют с поясами на лобовых врубках одним зубом и дополнительно крепят болтами или скобами. Исключение составляет средний узел нижнего пояса ферм, где сходятся два раскоса. Данные раскосы либо вводят в промежуток между парными на­кладками растянутого стыка нижнего пояса и крепят к ним болтами, либо упирают в специально предназначен­ную для этой цели бобышку со скошенными торцами.

Для того чтобы снизить напряжения в ослабленных врубками сечениях поясов ферм из брусьев, центрирова­ние в опорных и промежуточных узлах производят по центру ослабленного сечения пояса.

Узлы ферм из бревен центрируют по осям поясов, так как ослабление бревна врубкой приводит лишь к не­значительному смещению оси ослабленного сечения по отношению к оси бревна.

 

 

 

3-3

 

Рис.1 Общий вид и узлы треугольной брусчатой фермы на лобовых врубках.

Рис.2 Общий вид и узлы треугольной фермы из бревен на ло­бовых врубках.

50. Основные принципы проектирования каркаса деревянного здания.

Общая устойчивость остову деревянного здания мо­жет быть придана следующими способами.

Первый способ. Поперечную и продольную устойчи­вость здания создают пространственным защемлением каждой из стоек каркаса в грунте. Верхние концы стоек связывают через обвязку с элементами покрытия (рис.1). Во избежание возможного в некоторых случаях перекашивания зданий в связи с деформациями грунта пестах защемления стоек в крайних пролетах продоль­ных и торцовых стен, а также в промежуточных проле­тах целесообразно устанавливать связи с интервалом 20—30 м (рис. 1, 2). Для увеличения срока службы такого здания необходимо нижнюю часть стоек, зарытую в землю, антисептировать, чтобы не было быст­рого загнивания. Предпочтительнее нижние концы стоек располагать выше уровня пола и прикреплять их болтами или хомутами к сменяемым деревянным, а еще луч­ше - железобетонным пасынкам. Этот способ получил широкое распространение в строительстве временных зданий.

Рис.1 Поперечное сечение деревянного каркасного здания с за­щемленными в земле стойками, имеющими на концах пасынки(деревянные антисептированные, железобетонные или металлические)

1 — подкосы; 2 — пасынки.

Рис.2 Каркас здания с консольно защемлёнными в фундаментах стойками сплошной или сквозной конструкции.

Второй способ. Поперечная устойчивость здания обеспечивается защемлением в фундаментах плоских деревянных стоек, решётчатых или клееных (рис.2)

Решётчатые стойки защемляют натяжными анкерами. Прикрепление клееных стоек к фундаменту показано на рис.3.

Анкерами служат стальные полосы, заделываемые фундамент и рассчитываемые на максимальное отрывающее усилие Na, определяемое при наиневыгоднейшем сочетании нагрузок. К анкерным полоскам приварены равнобокие уголки. В опорной части клееная стойка на длине lск, определяемой по расчету на скалывание с при­жимом, имеет увеличенную высоту сечения для образо­вания наклонных площадок смятия под углом 30—45°, на которые укладывают уголки. Сквозь консольные час­ти уголков с двух сторон стойки проходят перекрестные тяжи с нарезкой на обоих концах. Усилие в тяже определяют по формуле:

усилие, воспринимаемое площадкой смятия,

Рис.3 Способ защемления деревянных клееных стоек.

площадка скалывания воспринимает усилие

Продольную устойчивость здания с плоскими стойками создают постановкой связей по продольным стенам и м/у внутренними стойками, если такие есть, в продольном направлении. Для неизменяемости каркасных торцовых стен в их пролётах также ставят аналогичные связи. Третий способ. Поперечную устойчивость здания обеспечивают, применяя простейшее комбинирование и подкосные системы, рамные системы или арочные конструкции, передающие распор непосредственно на фундаменты. Продольная устойчивость здания может быть созда­на постановкой связей по продольным линиям стоек (рис.4). Стеновые щиты при этом располагают с наружной стороны стоек. Продольную устойчивость зда­нию с арочными конструкциями, опертыми непосредст­венно на фундаменты, придают связи, расположенные в конструкции кровельного покрытия, а пространственную устойчивость нижним поясам — поперечные связи, соеди­няющие арки попарно.

 

Рис.4. Схема каркасного здания при шарнирном опирании сто­ек на фундаменты и шарнирном примыкании к элементам кровельного покрытия.

Четвертый способ. Устойчивость каркасного здания при шарнирном опирании стоек на фундаменты и шар­нирном примыкании их к элементам покрытия можно создать лишь в том случае, если конструктивные элемен­ты покрытия и стен не только будут достаточно прочны­ми, жесткими и устойчивыми для восприятия всех дейст­вующих на них нагрузок, но и создадут неизменяемые, жесткие и устойчивые диафрагмы, образуя тем самым неизменяемую, жесткую и устойчивую пространственную коробку. Для этого в плоскости покрытия можно использовать применяемый в качестве основы под рулонную кровлю щитовой настил, связанный гвоздями с прогонами; в стенах могут быть использованы косые обшивки или специальные связи между стойками каркаса (рис.2, рис.4).

Участие ограждающих частей здания в обеспечении его пространственной устойчивости, которую устанавли­вают поверочным расчетом, возможно только при относительно иалых размерах здания.

Устойчивость и жесткость зданий, собираемых из го­товых щитов дощато-гвоздевой или клеефанерной конст­рукции заводского изготовления, может быть обеспечена, как и в предыдущем случае, жесткой горизон­тальной диафрагмой чердачного перекрытия или наклон­ным кровельным покрытием, надежно сопротивляющим­ся перекосу стен. Для этого необходимо, чтобы жесткость и устойчивость поперечных стен была доста­точной для восприятия в своей плоскости горизонталь­ных сил от ветра, передающихся от продольных стен через горизонтальную диaфрагму (рис. 5) При этом щиты продольных стен, непосредственно восприни­мающих ветровую нагрузку, работают как однопролет­ная плита, опертая внизу на фундамент, а вверху на горизонтальную диафрагму. Щиты поперечных стен, па­раллельных направлению ветра, работают в своей плос­кости на перекос и опрокидывание.

 

Рис.5 Расчетная схема работы стеновых щитов на ветровую нагрузку.

51. Пространственные связи в покрытиях деревянных каркасных зданий.

Ветровое давление, передающееся на деревянную торцовую стену каркасной конструкции небольшой вы­соты, распределяется между фундаментом и верхним по­крытием с помощью работающих на изгиб вертикальных стоек каркаса. Конструкция покрытия в этом случае должна передавать ветровое давление че­рез верхнюю обвязку продольным стенам, которые, в свою очередь, должны иметь в своей плоскости связи, рассчитанные на передачу этих усилий фундаментам. При устройстве в качестве основы под рубероидную кровлю щитового перекрестного настила покрытие пре­вращается в неизменяемую и жесткую диафрагму. В этом случае расчет сводится к проверке прочности: а) прикрепления верхних концов стоек каркасной стены к прогонам на передачу ветрового давления;

б) гвоздевой пришивки прогонов к щитовому насти­лу, скрепленному диагональными элементами;

в) соединения гвоздями обоих щитовых настилов для перекрытия их стыков, расположенных вразбежку;

г) прикрепления настила, связанного с диагональны­ми элементами, к верхней обвязке каркасных деревян­ных стен.

Сказанное решение покрытия обеспечивает хорошее закрепление плоских деревянных конструкций в проектном положении. Жесткость покрытий с одинарным настилом или с об­решеткой без диагональных элементов недостаточна для восприятия ветровой нагрузки и закрепления плоскост­ных деревянных конструкций в проектном положении. В этом случае при наличии деревянных каркасных стен необходимо устройство в плоскости верхних поясов несу­щих конструкций горизонтальных связей, располагаемых в торцовых частях здания и по его длине на расстоянии не более 20 м (рис. 1).

Для покрытия, выполненного из разрезных кровель­ных панелей, жестких и неизменяемых в своей плоско­сти, требуется ус1ановка монтажных связей, которые прикрепляют непосредственно к основной несущей кон­струкции (рис. 1, б).

Горизонтальные связи, воспринимающие ветровую нагрузку, образуют в плоскости верхних поясов двух со­седних несущих конструкций решетчатую ферму, которая передает действующие в ее плоскости усилия на продольные стены При жестких торцовых стенах, вос­принимающих ветровую нагрузку, и небольшой длине здания (до 20 м) устойчивость плоских деревянных кон­струкций может быть создана прогонами кровли, на­дежно скрепленными с верхним поясом фермы и заанкеренными своими концами в торцевые каменные cтены (рис. 2). При этом стыки разрезных или консольных балочных прогонов должны быть перекрыты накладками на гвоздях.

В средней части зданий большой протяженно кроме того, устраивают горизонтальные связи (рис.1) на расстоянии около 20 м от торцовой стены и, одни от других.

Рис.1 Торцо­вые и промежуточ­ные связи, распо­ложенные в плос­кости верхних поя­сов конструкции.

а — для варианта с неразрезными прогонами б - для раз резных кровельных панелей.

Рис 2. Призеры крепления прогонов кровли: а—к ферме, б—к торцовым стенам.

52. Обеспечение пространственной жесткости плоских деревянных конструкций.

Рассмотренные ранее пространственные крепления воспринимающие ветровые усилия, в то же время служат для предупреждения выпучивания сжатого контура плоскостных деревянных конструкций. В большинстве случаев сжатый пояс в них раскрепляют прогонами кровли, которые должны быть прочно прикреплены к верхнему поясу, и настилам кровли.

В арочных конструкциях помимо верхних (сжатых) поясов следует раскреплять и нижние сжатые пояса арок, а в некоторых рамных конструкциях—внутренний контур рамы, который может быть сжат на всей своей длине или на части ее, особенно при несимметричном приложении нагрузок. Нижние пояса раскрепляют (при пространственно устойчивом верхнем покрытии) устрой­ством вертикальных связей. Учитывая деформации в соединениях связей, за расчетную длину сжатого нижне­го пояса при проверке его устойчивости следует прини­мать расстояние между связями, увеличенное на 25%.

Основным типом поперечных вертикальных связей являются жесткие связи, соединяющие попарно вдоль здания соседние конструкции (рис. 1). Вертикальные связи не следует делать непрерывными по всей дли­не здания, так как при обрушении по какой-либо причи­не одной из несущих конструкций она перегрузит через связи соседние конструкции, что может привести к по­следовательному обрушению всего покрытия.

Рис 1 Вертикальные поперечные связи. а — правильно; б, в — неправильно.

Устройство вертикальных связей в виде подкосов (рис. 1, б) нецелесообразно. Если по длине здания будет действовать снеговая нагрузка различной интен­сивности (рис. 1, в), то подкосы не предупредят, а наоборот, будут способствовать выпучиванию закрепля­емого ими пояса фермы.

Связи рассчитывают на усилия, направленные пер­пендикулярно плоскости раскрепляемой конструкции. В случае раскрепления верхнего сжатого пояса ферм связями, расположенными в плоскости покрытия, рассто­яние между узлами закрепления b устанавливают в со­ответствии с условиями гибкости пояса из плоскости фермы. При этом каждый узел закрепления рассчитыва­ют на силу Q=b*q_св Значение q_св определяют по форму­лам:

а) в покрытиях по фермам, однопролетным балкам и пологим аркам (f/l<1/6)

б) в покрытиях по трехшарнирным рамам и высоким аркам (l/f>l/3)

в) в покрытиях по консольным балкам и рамам при положительном изгибающем моменте в пролете

при отрицательном изгибающем моменте в пролете

Узловую нагрузку на связевую поперечную ферму или на точку крепления элементов покрытия к несущим конструкциям определяют по формуле

Рис. 2. Схемы связей

а — поперечные связи; б — связи, располагаемые в плоскости сжатых нижних поясов.

При раскреплении нижних поясов ферм арочной кон­струкции попарно поперечными связями (рис. 2,а) последние воспринимают, таким образом образом, горизонталь­ные силы Q от двух смежных поясов и передают их в плоскости верхних поясов или на жесткую систему кро­вельного покрытия, образуемую щитовым настилом, ли­бо на ветровые фермы или специальные связи. Близко расположенные друг от друга арочные или рамные конструкции иногда соединяют попарно решет­чатыми связями, располагаемыми в плоскости нижних сжатых поясов (рис. 2, б). Такие связи рассчиты­вают как горизонтальные фермы, имеющие пролет, рав­ный длине нижнего пояса полуарки. Такое решение свя­зей менее рационально. При этом связи по верхнему поя­су должны быть рассчитаны на восприятие не только го­ризонтальных сил от закрепляемых узлов верхнего пояса, но и от реактивных сил в верхнем шарнире и от горизонтальных ферм по нижнему поясу.

Бывают случаи, когда даже при отсутствии активных сил, действующих перпендикулярно плоскости конструк­ции, приходится принимать меры к пространственному креплению ее растянутого контура. Примером таких конструкций являются шпренгельные системы (рис.3). шпренгельные конструкции характеризуют пониженным по отношению к линии опор расположением нижнего пояса в средней части пролета и по крайней мере одним переломом в его очертании—в месте сжатой стойки. Если при этом верхний пояс расположен выше уровня опор, то равновесие узла Г устойчивое (рис. 3, а). При отклонении узла Г из плоскости систе­мы он стремится вернуться в прежнее положение. Если верхний с расположен ниже уровня опор, узел Г на­ходится в неустойчивом положении (рис. 3, в)При прямом верхнем поясе равновесие узла Г становится без­различным (рис 3, б).