Конструкции из дерева и пластмасс. Волик А.Р. 2005

Коньковые узлы выполняются с применением стальных креплений, двусторонних клеедеревянных накладок и болтов (рис. 10.3, 10.4).

Рис. 10.3. Коньковые узлы рам средних и больших пролетов:

а – с цилиндрическим вкладышем; б – с призматическим вкладышем; в – с металлическим двутавровым вкладышем; г, д – с валиковым шарниром; е – с плиточным шарниром; 1 – полуарка (полурама), 2 – болт, 3 – глухарь, 4 – цилиндрический вкладыш, 5 – полосовая сталь, 6 – призматический вкладыш из древесины твердых пород, 7 – хомут, 8 – стальной валик, 9 – траверса, 10 – ребро жесткости, 11 – плиточный шарнир, 12 – металлический полый шип

151

2

1

1

а

2

2

1

h

Рис. 10.4. Коньковые узлы арок и рам малых и средних пролетов:

а – в полдерева; б – шипом; в – с помощью горизонтально расположенного болта; г – металлическим листом на болтах; д – впритык с перекрытием деревянными накладками; е, ж – то же, металлическими уголками на болтах; з – то же, клееной деревянной подкладкой (h – высота площадки смятия); 1 – арка или рама, 2 – болт, 3 – металлическая полоса, 4 – подвеска из круглой стали d = 12 мм, 5 – деревянная накладка, 6 – уголок, 7 – клееная деревянная прокладка

152

Клеефанерные рамы

По типу сечения различают:

•двутавровые;

•коробчатые.

Рамы могут иметь монолитное (жесткое) и сборное (шарнирное) решение карнизного узла.

При монолитном решении пояса и стойки рам двутаврового сечения соединяют на клею при помощи гнутых вставок, изготовленных из шпона или тонких досок. Концы вставок сращивают с поясами зубчатым шипом.

При сборном решении (рис. 10.5) в поясах рам двутаврового сечения закрепляется стальная арматура (стержни, полосы, профили) с выпусками, которые соединяются механическими средствами.

В рамах коробчатого сечения карнизный узел, как правило, конструируется монолитным (рис. 10.6).

Рамы пролетом 9 ÷ 15 м состоят из брусчатого или клееного реечного каркаса, обклеенного с боковых сторон водостойкой фанерой толщиной 6 ÷ 12 мм. При наклейке фанеры в зоне карнизного узла стыки располагают как можно дальше от его середины, а волокна ру-

башек направляют вдоль ригеля.

В коньке рамы соединяют потайным болтом, а при пролетах 15 м и более – парными накладками на болтах. В пятах рамы опираются на стальные сварные башмаки, закрепленные в бетонных фундаментальных подушках.

Рис. 10.6. Карнизный узел клеефанерной рамы коробчатого сечения

153

Цельнодеревянные рамы изготавливают из брусьев, бревен или из толстых досок.

Достоинства:

•могут быть изготовлены на любой строительной площадке, не обязательно в заводских условиях;

•стоимость ниже клеедеревянных.

Недостатки:

•пролеты рам невелики (до 9 м);

•требуютсялесоматериалыкрупныхразмеров(которыедефицитны);

•большие затраты ручного труда.

10.3. Расчет арок и рам

Расчет деревянных рам и арок производится в одинаковом порядке по правиламстроительноймеханикисучетомтребованийСНБ5.05.01-2000.

Нагрузки, действующиенарамыиарки, определяютсявсоответствиисоСНиП2.01.07 «Нагрузки и воздействия».

Постоянные нагрузки включают в себя вес всех элементов покрытия и собственный вес конструкции, который приближенно определяется по формуле

154

Ветровая нагрузка определяется в соответствии с ветровым районом и зависит от профиля, размеров здания и направления ветра.

При расчете рам и арок нагрузки принимаются линейно распределенными, для чего они определяются с учетом шага расстановки арок или рам.

Схемы нагружения (сочетание нагрузок):

а) постоянная и временная снеговая на всем пролете; б) постоянная (на всем пролете) и временная снеговая на половине пролета; в), г) по схемам а) и б) и с учетом ветровой нагрузки.

Расчет:

1. На прочность рам и арок в плоскости выполняется по правилам расчета сжа- то-изгибаемых элементов

На криволинейных участках при отношении h / r ≥1/ 7 напряжения от изгиба следует определять с учетом нелинейного распределения по высоте сечения. Допус-

кается расчет по линейной теории с умножением напряжений σm.y.d на следующие

определять по формуле z = h2 .

12r

Расчетная длина при расчете на прочность

равна длине полурам • для двухшарнирных арок и сводов при симметричнойнагрузке– 0,35Sa; Sa – полнаядугаарки

• для двухшарнирных арок и сводов при ко-

сосимметричной нагрузке – π sa

2 π2 − α2

• для трехшарнирных арок и сводов с углом перелома в ключе не более 100 при симметрич-

ной и кососимметричной нагрузках – 0,58Sa

• для трехшарнирных арок и сводов с углом перелома в ключе более 100 при симметричной

и кососимметричной нагрузках – 0,5Sa

155

2. На устойчивость плоской формы деформирования верхнего пояса исключает опасность выхода пояса из вертикальной плоскости до момента потери им несущей способности. Верхние пояса закрепляются от выхода из вертикальной плоскости скатными связями. Эти связи, как правило, располагаются близ верхних кромок конструкции.

Устойчивость плоской формы деформирования трехшарнирных рам и арок, за-

крепленных по внешнему контуру, допускается проверять по формуле

расчетная длина при этом:

для гнутоклееных рам и рам из прядля двухшарнирных и трехшарнирных арок и

молинейных элементов с углом межсводов равна 0,58Sа ду осями стойки и ригеля меньше

130о равна длинам внешних подкрепленных кромок ригеля и стойки.

Лекция 11 ДЕРЕВЯННЫЕ БАЛКИ И СТОЙКИ

11.1.Цельнодеревянные, клеедеревянные, клеефанерные и составные балки. Конструирование и расчет.

11.2.Цельнодеревянные, клеедеревянные и составные стойки. Конструирование и расчет.

11.1.Цельнодеревянные, клеедеревянные, клеефанерные и составные балки. Конструирование и расчет

Классификация балок

Деревянные балки

составные

клееные

156

Классификация составных балок:

Составные балки

на деревянных вкладышах (рис.11.1)

на пластинчатых нагелях (рис. 11.2)

на шпонках и колодках (рис. 11.3)

Составные балки на деревянных вкладышах (рис. 11.1)

Балки состоят из двух-трех брусьев или бревен без продольных стыков, скрепленных по высоте деревянными вкладышами. Ввиду того, что продольные стыки не допустимы, пролет балок при применении стандартных брусьев не может быть более 6,5 м, а при использовании окантованных бревен – 2 м.

0.2 L

из двух брусьев

0.2 L

из трёх брусьев

из двух брёвен, используя естественный сгон бревна

Рис. 11.1. Составные балки на деревянных вкладышах

Составные балки на пластинчатых нагелях (рис. 11.2)

Нагели изготавливают из твердой древесины (дуб или антисептированнаябереза). Толщинанагелей1,2 и1,6 см, длина(вдольволокон) – 5,4 и7,2 см.

Нагели вставляют в глухие или сквозные пазы, выбранные цепным долбежником в предварительно выгнутых брусьях для придания балкам стрелы подъема. Глубина пазов для нагелей не более 1/5 h.

Нижние брусья находятся в зоне растягивающих напряжений, поэтому для них подбирают лесоматериалы 1 сорта, для верхних – 2 сорта, для средних брусьев пригодна древесина 3 сорта.

157

Составные балки на шпонках и колодках (рис. 11.3)

Балки состоят из брусьев и бревен, соединяемых по высоте короткими деревянными вкладышами из такой же древесины, что и элементы балки.

Колодки являются более толстыми, чем шпонки. Волокна древесины шпонок и колодок имеют такое же направление, что и элементов балки.

b/2 b/2

b>15 см

Рис. 11.2. Составные балки на пластинчатых нагелях:

а – часть составной балки на сквозных пластинчатых нагелях; б – нижний брус со вставленными сквозными пластинчатыми нагелями; в – сквозной пластинчатый нагель приb ≤15 см вразрезе; г– глухойпластинчатый нагельприb ≥15 см; д– сквозной пластин-

чатыйнагель; е– глухойпластинчатыйнагель; s = 9d; d = 12 или16 мм; lпл= 5,4 или7,2 см

Рис. 11.3. Составные балки на шпонках и колодках

158

Классификация клееных балок:

Клееные балки

Дощатоклееные

прямолинейные гнутоклееные

Клеефанерные

коробчатого сечения

двутаврового сечения

Варианты компоновки поперечного сечения дощатоклееных балок представлены на рис. 11.4, а виды клеефанерных балок представлены на рис. 11. 5 и 11.6.

159