![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
А — гнутоклееной; б — из Г-образных полурам; / — расчетная ось; 2 — ось элемента
/ Трехшарнирные рамы с подкосом в карнизном узле (см. рис. 14.3, г) рассчитывают с учетом следующих особенностей. Жесткий карнизный узел заменяют статически эквивалентной системой (см. рис. 14.4, б), состоящей из подкоса, шарнирно примыкающего к стойке и ригелю в точках F и Е, и шарнирного соединения ригеля со стойкой в точке D. В такой схеме при нагрузках От собственной массы и снега ригель и стойка на участках AF и ЕС сжато-изогнуты, на участках FD и DE — растянуто-изогнуты, а подкос FE сжат. При больших ветровых нагрузках продольные усилия в этих элементах могут изменить знаки на обратные. Изгибающие моменты в ригеле и стойках таких рам достигают максимума в точках F к Е, где примыкает подкос. Продольные усилия в подкосе Л/п и усилия на участках FD и DE можно вычислить, сделав сечения и приравняв нулю моменты сил относительно точек A, D и С. Трехшарнирные рамы построечного изготовления. Статический расчет и проверка сечений рам, выполненных из элементов сплошного сечения (см. рис. 14.3), ничем не отличаются от расчета аналогичных клееных рам, показанных на рис. 14.2, д, е. Если какие-то части рамы имеют решетчатую конструкцию (см. рис. 14.3, б, в), то усилия в стержнях определяют общими методами строительной механики. Элементы решетчатых частей рам при отсутствии межузловых нагрузок проверяют только на действие продольных сил — сжимающих или растягивающих. Двухшарнирные однопролетные рамы имеют один раз статически неопределимую схему и для определения усилий в элементах на действие каждой из нагрузок должно быть вычислено одно неизвестное. Дальнейший расчет рамы ведется в зависимости от ее конструктивной схемы. Рамы, сп стойками, жестко заделанными в основание (см. рис. Кальных нагрузок, действующих на стойки рамы, и вычислению вызванных ими усилий. Так как ригель соединен со стойками шарнирно, его расчет производят независимо от расчета стоек. В этом случае стойки воспринимают действующие на ригель вертикальные нагрузки в виде сосредоточенных сил, численно равных опорным реакциям ригеля и приложенным к верхнему срезу стойки по на-правлению ее оси (рис. 14.6, а). Нагрузка G равна реакции от собственной массы всех конструкций покрытия, нагрузка Gc — от собственной массы стойки и нагрузка §ст — от собственной массы стенового ограждения, если масса последнего приходится на стойку. Нагрузка Рс — реакция от расположенной на кровле снеговой нагрузки. Ветровая нагрузка Рв зависит от очертания покрытия. В наиболее часто встречающихся случаях нагрузка Рв в отличие от нагрузки G и Р0 направ- лена вверх. Горизонтальные ветровые нагрузки складываются из равномерно распределенных нагрузок, приложенных непосредственно к стойке, горизонтальных сосредоточенных нагрузок W\, W%, если ригель на, опоре имеет существенную высоту, и силы х, приложенной в точке примыкания ригеля к стойке. Своды Оболочки в виде сводов, имеющие цилиндрическую поверхность и опирающиеся по сторонам, параллельным образующим, по характеру напряженного состояния не относятся к пространственным конструкциям, поскольку усилия в них возникают лишь в плоскости поперечного сечения свода (усилия в продольном направлении отсутствуют). Это приводит, с одной стороны, к увеличению расхода материала (по сравнению с аналогичной цилиндрической оболочкой, опирающейся на торцовые диафрагмы), но с другой стороны, в значительной мере упрощает конструкцию узлов сопряжения в продольном направлении (в своде эти узлы не несущие) и облегчает условия монтажа (каждый сборный сводчатый элемент на внешнюю нагрузку может работать самостоятельно). Поэтому, несмотря на некоторый перерасход материала, своды в различном конструктивном исполнении нашли применение в зданиях различного назначения (торговые и выставочные павильоны, бассейны, школьные здания и жилые дома, теплицы, автовокзалы и др.), Деревянные своды в большинстве случаев решаются как сетчатые. Сетчатый свод состоит из ребер-косяков длиной на две ячейки, уложенных по направлениям пересекающихся винтовых линий (рис. 16.1). Ранее применялись кружально-сетча-тые своды пролетом до 20 м с косяками-кружалами, вырезанными из цельной древесины. Косяки между собой соединялись на врубках (без-металльные системы), болтах или других металлических соединениях. При этом в каждом узле соединялись элементы только одного направления. Такие своды не требуют устройства прогонов под настил, однако изготовление и монтаж такой конструкции очень трудоем-•ки вследствие необходимости вырезания из цельной древесины косяков с криволинейным краем и обилия • стыков — в узлах пересечения всех косяков. Применение склеивания в значительной мере совершенствует изготовление косяков, так как клееный или клеефанерный косяк длиной на две ячейки при этом набирают из досок, изгибаемых в процессе запрессовки. Склеивание исключает операцию вырезания криволинейного края и позволяет изготовлять косяки большой высоты. Сетчатыми сводами из клееных косяков с металлическими соединениями в " узлах можно перекрывать пролеты до 50—60 м. Для расчета сетчатого свода выделяют расчетную полосу свода шириной, соответствующей шагу ре'шетки. Затем определяют продольные силы N и изгибающие моменты М, как в арке постоянной жесткости с соответствующей схемой опирания. Если угол между образующей свода
Рис. 16.1. Сетчатый свод; а — схема; б — соединение на врубке; в — соединение на болте; / — сквозной косяк; 2 — набегающий косяк; 3 — шип; 4 — гнездо; 5 — болт; 6 — круглое отверстие; 7 — овальное от-. верстие и сквозным косяком а, то, разложив изгибающий момент Ма по двум направлениям (вдоль косяка — Мк и перпендикулярно образующей— Мн), получим для косяка MK=Ma/sina. Составляющая момента Ми может быть воспринята как изгибающий момент элементами настила покрытия, уложенными параллельно образующей. Если набегающий косяк может участвовать в работе на изгиб, то для одного косяка Мк= Аналогично можно найти сжимающее усилие, приходящееся на один косяк: Проверку прочности косяка производят, как сжато-изогнутого элемента (см. гл. 5). При этом площадь поперечного сечения принимают равной площади сечения двух косяков, а момент сопротивления определяют для одного (сквозного) косяка или для двух косяков (сквозного и набегающего), если стык набегающего косяка в узле ячейки выполнен бесшарнирным. Варианты соединения косяков в узлах показаны на рис. 16.1. При соединении на врубках (шарнирный узел) шипы набегающих косяков фиксируются в гнезде сквозного косяка (рис. 16.1, 6). В узлах с болтами набегающие косяки путем натяжения болта плотно прижимаются к сквозному косяку, в котором имеется отверстие для пропуска болта (рис. 16.1, -в). Этот вид соединения тоже является шарнирным. Для устройства бесшарнирного соединения необходимо обеспечить передачу усилий от одного набегающего косяка к другому путем стыка по верхней и нижней граням этих косяков, например с применением вклеенных стержней, что позволяет им воспринять не только продольную сжимающую силу, как в шарнирных узлах, но и изгибающий момент (рис. 16.1, г). Такие узлы могут применяться в сводах из дощатоклееных или клеефа-нерных косяков. Своды из пластмасс -различного очертания (кругового, стрельчатого, ломаного, П-образного) изготовляют в основном из полиэфирных стеклопластиков (в том числе светопрозрачных). Применяют плоские листы толщиной 2, 5—1, 0 мм, согнутые в свод в процессе монтажа, но чаще всего — это заранее изготовленные криволинейные элементы, гладкие с краевыми отгибами или разнообразного профиля. При-небольших пролетах (до 6 м) применяют волнистые элементы, а при больших пролетах (до 18 м) — элементы с так называемым лоткообразным сечением (более крупной волной разного очертания — треугольного, трапецеидального, криволинейного). Их изготовляют шириной на одну или несколько волн. Используют также более жесткие ромбовидные складчатые элементы (ромб, согнутый по большой диагонали), а также пирамидальные элементы (с квадратным и шестиугольным основанием1). Нашли применение также трехслойные элемента из полиэфирного стеклопластика и средним слоем из| мого пенопласта. Иногда в качестве обшивок испол! (снаружи), фанеру (изнутри). Волнистые трехслойные своды рассчитывают, как арки с недеформируемым контуром поперечного сечения (в этом случае жесткость контура обеспечена трехслойной структурой сечения). Проверку прочности производят, как для. сжато-изогнутого трехслойного элемента. Купола Клееная древесина и конструкционные пластмассы нашли применение в куполах сплошного сечения ребристых, ребристо-кольцевых и сетчатых. Купола сплошного сечения могут применяться в различном конструктивном исполнении: 1) гладкие из однородного материала (оргстекла и полиэфирного стеклопластика) диаметром до 9 м в виде зенитных фонарей; пенопласта (диаметром до 24 м, в том числе в виде так называемых сомкнутых сводов для общест-венных и жилых зданий); 2) из пространственных эле-ментов различной формы, обеспечивающей требуемую жесткость купола (диаметром до 30 м); 3) из трехслой-ных элементов (плоских или криволинейных), аналогичных трехслойным панелям (см. гл. 10). Ребристый купол состоит из ребер в меридиональном направлении, опирающихся на нижнее опорное кольцо по всему контуру и соединенных у вершины купола в верхнем кольце (рис. 16.4). Ребристые купола нашли применение в зарубежном строительстве. Купола с ребрами из дощатоклееных деревянных арок могут
Рис. 16.4. Схематический план ребристого купола: / — ребро; 2 — опорное кольцо; 3 — прогоны; •? — связи; 5 — связи поперечные; 6 — верхнее кольцо; 7 — настил иметь пролеты до 100 м. Применяются они в основном в зданиях общественного и производственного назначения (цирки, концертные залы, складские помещения). Ширина сечения арки не меняется по длине и составляет 12— 25 см, а высота сечения может быть либо постоянной, либо переменной величиной и составлять 70—120 см. Нижнее опорное кольцо изготовляют круглым или многоугольным из железобетона или стали, верхнее — круглым из дерева или „стали. Горизонтальный распор арок должен быть воспринят нижним опорным кольцом. Оно же в случае его сплошного опирания передает вертикальные усилия на фундамент. Соединение полуарок в верхнем кольце и опирание на нижнее кольцо рекомендуется выполнять, как правило, шарнирным. Опора купола должна обеспечить возможность свободных перемещений по направлению радиусов основания купола и не допустить тан- • генциальных перемещений, для чего используют цилиндрические катки. В ребристых куполах по аркам идут прогоны. По прогонам укладывают в два слоя настил из досок — продольный и косой. " В расчете арок жесткость прогонов и настила не учитывается. Для обеспечения естественного освещения настил может быть выполнен из светопрозрачных волнистых листов стеклопластика. Каждая арка воспринимает только те нагрузки, которые приложены в ее плоскости. Для восприятия нагрузок, направление которых не лежит в плоскости арки (например, ветровая нагрузка, которая не может действовать одновременно в плоскости всех арок), устраивают жесткие связи по верхнему поясу арок не меньше чем в двух парах диаметрально расположенных секторов купола от его вершины до опорного кольца. Конструкции покрытия (например, дощатые настилы) могут также участвовать в восприятии этих нагрузок. Устойчивость плоской формы изгиба ребра купола обеспечивается теми же средствами, что и в одиночных арках (см. гл. 13). Ребристо-кольцевой купол состоит из системы меридиональных ребер и колец, объединенных в 'пространственную систему, работающих совместно и воспринимающих усилия в меридиональном и кольцевом направлениях. Дощатоклееные ребра и кольца имеют сплошное прямоугольное сечение. Высота сечения ребра при этом меньше по сравнению с ребристым куполом такого же диаметра. При пролетах 90—100 м высота сечения ребер и колец 30—50 см. Сопряжение колец с ребрами может быть жестким или шарнирным. Связи по верхнему поясу и поперечные связи устраивают так же, как в ребристых куполах. Сетчатые купола имеют решетку, которая образована винтовыми линиями двух направлений и составлена из деревянных косякоз с криволинейным верхним краем; они называются также кружаль-но-сетчатыми куполами. По форме они могут быть сферического очертания или из сомкнутых сводов. В современных конструкциях косяки сетчатых куполов изготовляют клееными из досок, что возводило применять их при перекрытии пролетов до 50 м и более. Находят также применение сетчатые купола, изготовленные ли-, бо целиком из пластмасс, либо в сочетании с алюминиевыми или стальными ребрами и имеющие форму многогранника с плоскими гранями, вписанного в поверхность купола.
|