Некоторые правила постановки связей

Примерные схемы устройства связей для некоторых типов зданий и со­оружений, а также конструкции типовых связей показаны на рис. 10.1-10.9. Связевая система покрытия образуется из горизонтальных (поперечных) свя­зей в плоскости верхних граней стропильных конструкций и вертикальных связей-распорок между ними, работающих на растяжение или сжатие. В ка­честве условных поясов поперечных связевых ферм используются верхние и нижние части поперечного сечения несущих конструкций. Блоки связей (по­перечных и вертикальных) располагаются в торцовых секциях (при пролетах более 18м рекомендуется делать спаренные блоки в двух секциях подряд), а также через 21...30 м по длине здания или сооружения.

В зданиях с кирпичными или железобетонными торцовыми стенами, способными воспринимать ветровые нагрузки, блоки связей устраивают во второй от торца секции (см. рис. 10.4, 10.5).

В плоскости кровли роль продольных элементов связей могут выпол­нять прогоны или продольные ребра плит покрытия при соответствую­щем их креплении к несущим конструкциям. Включение прогонов и плит в обеспечение пространственной жесткости покрытия возможно только при условии обеспечения восприятия усилий, возникающих в местах их крепления к стропильным конструкциям.

Однако существующие способы крепления прогонов и плит покрытия к несущим деревянным конструкциям (на болтах, глухарях, штырях, гвоз­дях и других податливых связях, которые в процессе эксплуатации из-за коррозии, неплотной постановки или по другим причинам не гарантируют надежности соединений) не позволяют рекомендовать учитывать эти эле­менты ограждающих конструкций в общей системе связей.

Продольные вертикальные или наклонные связи-распорки устраиваются:

- в арочных, рамных и тому подобных конструкциях для предотвращения выхода сжатой кромки из рабочей плоскости, если ее устой­чивость не обеспечена без промежуточного раскрепления;

- в системах шпренгельного типа, а также в фермах, имеющих пониженное по отношению к линии опор очертание нижнего пояса, для раскрепления растянутого пояса при наличии тормозных усилий, действующих на нижний пояс конструкций перпендикулярно их плоскости (например при подвеске к фермам тельфера и т. п.).

Продольные связи для раскрепления нижнего пояса шпренгельных систем располагаются в плоскости их стоек, а для восприятия тормозных усилий — в местах подвески оборудования непрерывно по всей длине зда­ния. Обязательна постановка связей в плоскости сжатых опорных стоек стропильных ферм.

Ширина панелей поперечных связевых ферм принимается равной ша­гу несущих конструкций. Шаг вертикальных (наклонных) связей-распо­рок, устраиваемых для раскрепления сжатой кромки арок или рам из плос­кости наименьшей жесткости, определяется из условия обеспечения устойчивости плоской формы деформирования сжато-изгибаемых эле­ментов — см. формулу (3.24). В большепролетных конструкциях (при пролетах более 18м) рекомендуется раскреплять как сжатую, так и растя­нутую кромки поперечного сечения конструкций.

Расчет связей

Современные стандартные программы расчета строительных конст­рукций на ЭВМ позволяют выполнять расчеты пространственных систем с учетом совместной работы основных несущих конструкций каркаса зда­ния и связей жесткости.

Расчет связевой системы производится на горизонтальные нагрузки, дей­ствующие вдоль здания или под произвольным углом к нему. Эти нагрузки складываются из внешних воздействий (ветра, сейсмики, тормозных усилий кранов и т. д.) и внутренних усилий, возникающих от вертикальных нагрузок на несущие конструкции при возможных отклонениях поперечных сечений последних от вертикали при монтаже, а также вследствие возможных началь­ных деформаций элементов из плоскости наибольшей жесткости. Эти откло­нения не должны превышать величин, регламентируемых СНиП на произ­водство и приемку строительно-монтажных работ. В процессе эксплуатации конструкций отклонения и деформации конструкций изменяются, как прави­ло, в сторону увеличения.

Величины внешних горизонтальных нагрузок принимаются по СНиП «Нагрузки и воздействия» [1] и распределяются поровну между всеми связевыми поперечными фермами и устойчивыми (жесткими) торцовыми стенами.

Горизонтальная нагрузка от внутренних усилий для поперечных связе­вых ферм является внешней и определяется от каждой несущей конструк­ции по формуле:

              q _г.в. = q _в k _св          (10.1)

где: q _г.в. — расчетная вертикальная равномерно распределенная нагрузка на 1 м горизонтальной проекции конструкции покрытия (нагрузки другого вида приводятся к эквивалентной равномерно распреде­ленной нагрузке по всему пролету конструкции);

  k _св — коэффициент, зависящий от вида и геометрических параметров несущих конструкций: для балок постоянного сечения, ферм и пологих арок                          f / l < 1/6 k _св = 0,02; для рам и арок с   f / l ≤1/3 k _св = 0,01 (для арок с 1/6 < f / l < 1/3 величина k _св опре­деляется по интерполяции); для балок переменного сечения (двускатных и др.) k _св = 0,024.

Суммарная расчетная нагрузка на каждую поперечную связевую фер­му определяется по формуле:

                                          q = (q _г + q _г.в n) / t        (10.2)

где q _г — внешняя горизонтальная нагрузка в продольном направлении, вызываемая ветровым напором, торможением кранового обору­дования и т. п.;

  п — общее число несущих конструкций в данном пролете здания;

  t — общее число поперечных связевых ферм, включая торцовые стены.

При определении суммарных нагрузок на связевые фермы, возникаю­щих от ветра, тормозных усилий кранов и внутренних усилий, а также при проверке основных несущих конструкций на совместное действие верти­кальных и горизонтальных нагрузок, временные нагрузки вводятся в рас­четное сочетание с коэффициентом 0,9.

По полученным по формуле (10.2) значениям суммарной расчетной равномерно распределенной нагрузки q   определяются узловые нагрузки Р для поперечных связевых ферм по формуле:

                      Р = qS _св                   (10.3)

где S _св - горизонтальная проекция длины панели поперечной связевой фермы или расстояние между точками крепления связей-распо­рок к несущим конструкциям.

Поперечные связевые фермы, устанавливаемые в уровне покрытий по рамам, сегментным, полигональным и трапециевидным фермам, а также по пологим аркам, рассчитываются как обычные фермы, имеющие про­лет, равный развертке скрепляемых решеткой поясов несущих конструк­ций, с узловым приложением нагрузки.

Связевые фермы, устраиваемые в уровне покрытий по высоким аркам и треугольным фермам, рассчитываются как пространственные системы, состоящие из поясов двух соседних конструкций, соединенных решетча­тыми связями.

 

При использовании в качестве несущих конструкций шпренгельных систем вертикальные связи должны раскреплять их растянутый пояс. Рас­чет продольных вертикальных связей, раскрепляющих растянутый пояс шпренгельных систем, следует производить на нагрузки, определяемые по формуле:

                    Р _Ш = 0,01 V,                     (10.4)

где V — расчетные сжимающие усилия в стойках шпренгельных систем, соединяемых связями.

Расчет продольных вертикальных связей-распорок, раскрепляющих внутреннюю сжатую кромку рам или арок, производится на усилия, опре­деляемые по формуле

          Р_р= 0,015 qS _р,        (10.5)

где S _р — горизонтальная проекция расстояния между продольными рас­порками.

Конструктивный расчет элементов связевых ферм и вертикальных свя­зей-распорок ведется по известным формулам для сжатых и растянутых стержней. Практически во многих случаях сечения элементов связей на­значаются по конструктивным соображениям, при этом предельная гиб­кость элементов должна быть не более 200.

Стойки фахверка или конструкции самонесущей торцовой стены должны передавать ветровую нагрузку в узлы поперечной связевой фер­мы, затем через вертикальные связи-распорки, расположенные в этих уз­лах, на колонны каркаса и на фундамент.

В современных проектах каркасных зданий деревянные конструкции преимущественно применяются в покрытиях, а колонны (стойки) выпол­няются стальными или железобетонными. Постановка и расчет связей по таким колоннам производится по соответствующим правилам для сталь­ных или железобетонных конструкций. Связи между колоннами каркаса устраиваются в тех же секциях, что и связи по покрытию.

 

             ЭКСПЛУАТАЦИЯ ДЕРЕВЯННЫХ КОНСТРУКЦИЙ

Общие сведения

Важную роль в обеспечении безопасной эксплуатации зданий и соору­жений играет система технического надзора за состоянием строительных конструкций. Технический надзор - это комплекс мероприятий, вклю­чающий в себя:

- плановые ежегодные осмотры (весной, осенью) зданий и сооруже­ний, которые проводятся работниками технических служб предприятий с целью выявления повреждений строительных конструкций;

- периодические инженерные обследования зданий и сооружений, ко­торые выполняются специализированными организациями примерно раз в 5 лет (периодичность устанавливается ведомственными нормативными документами в зависимости от уровня ответственно­сти объекта, срока его эксплуатации и типа конструкций);

- внеочередные инженерные обследования, вызванные чрезвычайными причинами (авариями, пожарами, стихийными бедствиями, технологическими отказами и др.), или при обнаружении во время плановых осмотров опасных повреждений строительных конструк­ций, когда работники предприятий затрудняются оценить техниче­ское состояние конструкций и принять самостоятельное решение о возможности дальнейшей эксплуатации объекта или в связи с планируемой реконструкцией объекта, предусматривающей изменение условий эксплуатации и (или) увеличение нагрузок на конструкции.

По результатам осмотров и (или) обследований составляются акты или технические отчеты, в которых фиксируются выявленные дефекты и повреждения, дается оценка их влияния на несущую способность и пригод­ность конструкций к дальнейшей эксплуатации, определяются объемы  сроки необходимых ремонтно-восстановительных работ.

На промышленных предприятиях этими вопросами занимаются инженеры по надзору за зданиями и сооружениями. Документом, регламентирующим их работу, до сих пор является «Руководство по эксплуатации строительных конструкций производственных зданий промышленных предприятий», разработанное ЦНИИпромзданий в 1981 году.

Ответственность за техническое состояние жилых и гражданских зданий несут собственники или соответствующие муниципальные службы, которые руководствуются «Положением по техническому обследование жилых зданий» ВСН 57-88(р), изданное Госкомархитектуры в 1988 году.