Шпренгельні системи, їх конструкція та розрахунок

Шпренгельних називаються стрижневі системи, що складаються з здатних самостійно працювати дерев'яних конструкцій, які, крім того, містять додаткові елементи, призначені для зменшення згинальних моментів основних елементів, завантажених внеузловой навантаженням. Шпренгельні системи статично невизначені.

Верхній пояс шпренгельних систем виконують із клеєних дерев'яних блоків, брусів або колод. Нижній пояс виготовляють з круглої сталі або сталевих профілів. Як правило, вузли нижнього поясу шпренгельних систем розташовуються нижче позначки опорних вузлів. Внаслідок цього їх нижні проміжні вузли є нестійкими і для усунення можливого виходу їх з площини ферми здійснюють попарне закріплення конструкцій вертикальними зв'язками. Зв'язку кріплять до стійок шпренгельних систем. Решітка шпренгельних систем зазвичай складається з вертикально поставлених дерев'яних стійок.

Розрахунок шпренгельних систем. Зусилля в стержнях системи обчислюють загальними методами будівельної механіки.

Розглянемо розрахунок шпренгельними балки при двох можливих схемах її роботи:

а) просадки на середній опорі немає і верхній пояс являє собою нерозрізний балку; в цьому випадку має місце максимальний негативний момент на середній опорі;

б) просадка середньої опори така, що вигинає момент на ній дорівнює нулю, а верхній пояс являє собою дві однопрогонові балки; в цьому випадку мається максимальний позитивний момент у прольоті.

Розрахунок системи як нерозрізної балки.

Для зменшення розрахункового згинального моменту нормальну силу N нерідко на крайніх опорах прикладають з ексцентриситетом е. Тоді згинальний момент на середній опорі при рівномірно розподіленому навантаженні буде

Стискаюча нормальна сила в верхньому поясі

Розтягуючі зусилля в нижньому поясі - підпружиненою ланцюга

Стискуюче зусилля в стійці (з урахуванням нерозрізності верхнього пояса)

Перевірку перетину верхнього пояса проводять за формулою для стиснуто-зігнутих стрижнів

Розрахунок системи при осіданні середньої опори.

Розрахунковий момент в середині прольоту l при рівномірно розподіленому навантаженні q і за наявності ексцентриситету е буде

Стискаюча сила у верхньому поясі

Розтягуючі зусилля в нижньому поясі - підпружних ланцюга

Стискуюче зусилля в стійці

Як видно з наведених виразів, максимальні нормальні сили в верхньому поясі, нижньому поясі і стійці виходять при роботі верхнього пояса як нерозрізної балки, тобто при відсутності просідання середнього вузла. Згинальний момент слід розраховувати для обох розглянутих випадків.

Для забезпечення належної щільності з'єднань елементів шпренгельних систем здійснюють натяг нижнього поясу, званого підпружних ланцюгом, яке досягається за допомогою гайок в опорних вузлах, або натяжна муфти, або опусканням підпружних ланцюга уздовж стійки за допомогою спеціальної сережки.Такий пристрій не потребує великих зусиль для натягу ланцюга і зручно для підтягування її під час експлуатації.

Найпростішими шпренгельних системами перекривають прольоти 9 -15 м, складними шпренгельних системами - до 40 м.

При експлуатації дерев'яних конструкцій зустрічається необхідність їх посилення. Одним з можливих способів посилення дерев'яних балок і трикутних розпірних систем є перетворення їх в шпренгельні системи.

Крім шпренгельних систем в будівництві застосовують трикутні ферми шпренгельних типу, за формою схожі з шпренгельними системами. Однак на відміну від шпренгельних систем в фермах шпренгельних типу всі вузли вирішують шарнірно і вони є статично визначними.