Распорная система треугольного очертания

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.VI.26),благодаря чему уменьшается расчетный изгибающий момент, который будет

где M_q — момент от поперечной нагрузки;

M_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

37. Дощатоклееные гнутые рамы.Дощатоклееные гнутые рамы (рис. VI.30) выполняют трехшарнирными, что об­легчает их изготовление, транспортирование и монтаж. Криволинейность карнизных узлов достигается выгибом слоев (досок) по окружности при изготовлении рам. Ра­диус кривизны обычно невелик и составляет 2—4 м. Так как по условиям гнутья отношение радиуса кривизны к толщине слоя (R/8) не может быть меньше 150, то тол­щина слоев для изготовления дощатоклееных гнутых рам после фрезерования будет составлять не более 1,6— 2,5 см. Следовательно, дощатоклееные гнутые рамы бо­лее трудоемки в изготовлении, чем арки и требуют боль­шего расхода древесины и клея. Кроме того, расчетное сопротивление изгибу уменьшается умножением на ко­эффициент гнутья, меньший единицы.

Сечение рамы делают прямоугольным, а высоту се­чения — переменной по длине, что достигается уменьше­нием числа досок в пакете с внутренней стороны рамы. Постепенное плавное изменение высоты сечения предпочтительнее с архитектурной точки зре­ния, но технологически менее выгодно. Менее сложно и

трудоемко изготовление дощатоклееных гнутых рам с применением ступенчатого изменения высоты сечения (рис, VI.30,б), которые разработаны для пролетов 12и 18 м (рис. VI.31). Рамы работают на сжатие и попереч­ный изгиб.

В связи с переменностью высоты сечения нормаль­ные напряжения следует проверять в различных местах рамы по длине. Нормальные напряжения находят по формулам для сжато-изгибаемого стержня:

где N,, Mi — нормальная сила и изгибающий момент в рассматри­ваемом сечении; F,6_P и №_1НТ — площадь и момент сопротивления ра­мы в рассматриваемом сечении; К — гибкость рамы, постоянная для всех сечений рамы; k_rB — коэффициент к расчетному сопротивлению, учитывающий криволинейносгь эпюры напряжений (рис. VI 32).

Коэффициент k_rB определяют по формулам: а) припроверке напряжений по внутренней кромке

45.Решетчатые стойки применяют для Придания зда­нию поперечной устойчивости, а также в конструкциях торцовых стен. Решетчатые стойки состоят из двух вет­вей, каждая из которых крепится к фундаменту анкер­ными болтами. Стойки воспринимают вертикальные (вес конструкций покрытия, кровли и т. д.) и горизонтальные (от давления ветра и сил торможения крановой тележ­ки) нагрузки.

В капитальных зданиях и сооружениях обычно при­ меняют решетчатые стойки с параллельными ветвями или при наличии мостового крана сту­пенчатого очертания с размещением их внутри здания. Ранее применялись решетчатые стойки треугольного очертания, которые располагались в виде контрфорсов снаружи здания. Отношение расстояния между центрами ветвей в основании решетчатой стойки к ее высоте рекомендуется применять в пределах 1/5—1/8.

Каждая ветвь решетчатой стойки может состоять из одного или двух брусьев, составленных в направлении, нормальном к плоскости стойки. При одиночном сечении ветви применяют двойную решетку, охватывающую вет­ви с обеих сторон. Узлы стоек конструируют обычно с внецентренным присоединением элементов решетки к ветвям на болтах. Стойки закрепляют в. фундаменты с помощью металлических анкеров из полосовой или круг­лой стали. Конструкция решетчатой стойки высотой 9,24 м приведена на рис. VII.21.

Стойки рассчитывают 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. 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.

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. VIII. 10). 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

Близко расположенные друг от друга арочные или / рамные конструкции иногда соединяют попарно решет-/ чатыми связями, располагаемыми в плоскости нижних. 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.

Шпренгельные конструкции характеризуются 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. При отклонении узла Г из плоскости систе­мы он стремится вернуться в прежнее положение. Если верхний пояс расположен ниже уровня опор, узел Г на-¹ ходится в неустойчивом положении При прямом верхнем поясе равновесие узла Г становится без­различным

Во многих случа­ях сечения элементов связей приходится назначать по конструктивным соображениям, при этом предельная максимальная гибкость элементов не должна превосхо­дить 200.

При применении в конструкции покрытия кровельных панелей последние могут быть использованы также для закрепления сжатого контура плоских деревянных кон­струкций. При этом связи, соединяющие панели с закреп­ляемым сжатым элементом, располагают равномерно по всей его длине и рассчитывают на усилие q.

49.Пневматические строительные конструкции покрытий по характеру работы очень близки к пространственным висячим и тентовым мембранам. Оболочки этих конст­рукций, изготовленные из тканых материалов, способны стабилизировать свою форму только при наличии пред­варительного напряжения. В отличие от тентовых мем­бран, где предварительное напряжение создается меха­ническим путем, пневматические конструкции реализуют предварительное напряжение вследствие разности давле­ния (избыточного или вакуума) в подоболочечном и ок­ружающем конструкцию пространстве. -- Возникнув в конце сороковых годов нашего столетия благодаря успехам химии полимеров, пневматические конструкции сразу вступили в полосу своего бурного раз­вития, подготовленную высоким уровнем техники и тех­нической культуры производства.

Среди преимуществ пневматических конструкций сле-шует отметить малый собственный вес, высокую мобиль­ность, быстроту и простоту возведения, возможность перекрытия больших пролетов, высокую степень заводской' готовности и др. г^ Пневматические строительные конструкции в зависимости от характера работы обычно разделяются на две самостоятельные группы —- пневмпкяркягиир (надувные) и воздухоопорные (рис. IX.47). Пневмокаркасные конструкции—это надувные стержни или панели, несущая способность которых (сопротивление сжатию, изгибу, кручению) обеспечивается повышенным давлением воз­духа в замкнутом объеме элемента. Большое внутреннее давление воздуха (до 150 кПа) требует высокой степени герметичности и прочности материала. Это же условие ограничивает пролет конструкций, который с учетом эко­номической целесообразности для рядовых сооружений не превышает 15—16 м. Стоимость пневмокаркасных конструкций в 3—5 раза выше, чем воздухоопорных. ДЭти недостатки сдерживают их применение и серийный выпуск конструкций до сих пор в мире не налажен. ) Основным достоинством пневмокаркасных конструк­ций является отсутствие избыточного давления воздуха в эксплуатируемом пространстве и, как следствие этого, потребности в процессе шлюзования.