С точки зрения истории развития деревянных конструкций определенный интерес для специалистов представляют кружально-сетчатые своды (КСС). Кружально-сетчатые своды - это пространственные системы, состоящие из отдельных, поставленных на ребро стандартных элементов, называемых косяками. Косяки идут по двум взаимно пересекающимся направлениям и образуют ломаные винтовые линии. Из таких же элементов могут выполняться и купольные покрытия.
В поперечном сечении кружально-сетчатые своды имеют круговое или правильное многоугольное очертание. Верхняя грань косяков делается, соответственно, кругового, двускатного или многоугольного очертания. Распор сводов воспринимается затяжками (шаг затяжек назначается кратным шагу косяков) или непосредственно фундаментами. Впервые сетчатые системы были предложены и применены В.Г. Шуховым для покрытии павильонов на художественно-промышленной выставке в Нижнем Новгороде в 1896 г. Первый безметальный деревянный сетчатый свод был построен в 1932 г. в Москве по проекту архитектора С.И. Песельника. В г. Москве до настоящего времени успешно эксплуатируются десятки зданий, в покрытии которых применены КСС.
Область применения КСС: легкие покрытия летних театров, ангары, выставочные павильоны, крытые рынки, складские помещения и т.п.
Достоинства кружально-сетчатых сводов: стандартность элементов (косяков), позволяющая организовать их индустриальное изготовление в заводских условиях; транспортабельность элементов; простота сборки и демонтажа; надежность КСС, обеспечиваемая прочностью многих элементов (влияние качества древесины отдельных элементов имеет меньшее значение, чем в плоскостных системах).
Недостатки: требуется высокая точность изготовления косяков (допуски ± 1 мм), необходимо устройство лесов и привлечение квалифицированных рабочих для сборки сводов.
В зависимости от конструкции косяков и их узловых соединений различают своды: а) системы Песельника; б) системы Цолльбау. В сводах Песельника узловые соединения косяков выполняются на шипах, в сводах Цолльбау - на болтах.
КСС из клеефанерных косяков с бесшарнирными узлами со специальными накладками (автор Б.А. Освенский) не получили распространения. В КСС любой системы имеются три типа узлов: основные узлы (средние); опорные у мауэрлатов и торцовые у фронтонов свода. Основные узлы конструируются из трех одинаковых косяков: одного сквозного и двух «набегающих», примыкающих к нему в середине длины.
Кружально-сетчатые своды Песельника проектируются как с прямоугольной сеткой - для сводов небольших пролетов (до 12 м), так и с ромбической (косоугольной) сеткой - для сводов пролетом до 18 м. В прямоугольной сетке получается шесть типов косяков, а в косоугольной - семь типов косяков. На практике изготавливают один стандартный косяк в прямоугольной сетке и два (левый и правый) - в косоугольной сетке, прирезая их к опорному брусу и торцовой арке по месту. Косяки примыкают к опорному брусу по центрам узлов с вырезкой в опорных брусьях специальных гнезд и пришивкой концов косяков гвоздями. Вырезы в сетке покрытия делаются только после окончательной сборки и окаймляются обвязкой из брусьев.
Собранная конструкция свода покрывается сплошным настилом или обрешеткой, прибиваемыми к косякам гвоздями. Кровля выполняется из оцинкованной стали или рулонных материалов. Фонари устраивают без вырезов сетки, что является нормальным решением верхнего света, характерным для сетчатых сводов.
Косяки свода выполняются из сплошных цельных досок с шипами на концах. В середине длины косяков выбирается сквозное отверстие.
Для обеспечения необходимой жесткости свода высота косяка в середине его длины должна быть не менее hK >l/ 100. Следовательно, из цельных косяков можно смонтировать своды пролетом до 18 м, при использовании клеефанерных косяков (разработаны Г.Г. Карлсеном и Б.А. Освенским) пролет сводов может достигать 80 м.
Геометрические параметры цельных косяков должны быть следующими: толщина косяка Ьк = 5...50 мм, длина косяка l к= l 3ftK, hK < 4,5bK. Для обеспечения постоянства размеров всех косяков длина дуги свода S делится на четное число панелей одинаковой длины AS, а длина здания на равные части С - расстояние между узлами косяков - шаг косяков, который принимается 1...2 м.
В сводах системы Цолльбау (с ромбической решеткой) косяки в основных (средних) узлах соединяются между собой болтами, работающими на растяжение. При этом набегающие косяки примыкают к сквозному косяку в середине его длины с некоторым смещением а. Величина смещения а должна быть минимальной и выбирается так, чтобы отверстия болтов на концах косяков находились вне скошенной торцовой поверхности последних. Обычно а=2b+30 мм. К основным размерам косяков сводов Цолльбау предъявляются те же требования, что и к косякам сводов системы Песельника. Косяки имеют на концах круглые отверстия по диаметру болтов плюс 4 мм (диаметр болтов 12... 16 мм), а посредине косяка - овальное отверстие такого же диаметра. Длина овального отверстия l о должна обеспечивать свободную установку болта под нужным углом.
Концы косяков прямоугольной сетки свода имеют более простую форму, а потому проще в изготовлении.
