Главная страница Случайная страница
КАТЕГОРИИ:
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Узлы опирания наслонных стропил на прогон и мауэрлат
|
|
В данной статье рассмотрим основные узлы опирания наслонных стропил и различные способы их крепления на мауэрлат и прогон, а также установку самого мауэрлата
| - Узлы опирания наслонных стропил на прогон и мауэрлат |
| - Установка мауэрлата |
| - Узлы опирания наслонных стропил на прогон и мауэрлат |
Рисунок 9 Примеры схематического изображения узлов
| Правильно выбранные способ соединения стропильных ног и узлов опирания стропил определит тип конструкции, в которой наслонная стропильная система будет распорной или безраспорной. Т.е. будут ли стропильные ноги распирать стены или нет, и понадобится ли вносить в конструкцию дополнительные элементы для перехвата распорной силы. |
| Обратим внимание, что узлы опирания в конструкциях на расчетных схемах прорисовывают схематическими изображениями; кружочками, которые обозначают шарнирные соединения. Такие изображения дают визуальное определение степени свободы узла по расположению шарнира с лапками относительно условных опор. Например, если шарнир с лапками, которые стоят на скользящей опоре или на ползуне, определяет, что узел имеет возможность поворота балки и смещения по горизонтали, такой узел обладает двумя степенями свободы. В другом случае, шарнир с двумя лапками, которые закреплены в опору дают узлу неподвижность, но балка имеет возможность крутиться в шарнире, что говорит о том, что узел обладает одной степенью свободы, поворотом. Само собой разумеется, что узел, обладающий тремя степенями свободы, позволяет производить балке и поворот, горизонтальное и вертикальное смещения. Такой узел изображают простым кружочком, он может быть врезан в стержень, который определяет балку, которую называют в таком случае разрезной. Поясняется это таким образом, что балки справа и слева от шарнира можно рассматривать как отдельные составляющие конструкции. Если шарнир изображают на схеме под балкой, то эта балка будет неразрезная. Врезанный в балку шарнир с тремя степенями свободы делает конструкцию довольно таки не устойчивой. Применяется в практике и узел с нулевой степенью свободы, который жестко скрепляет концы балок и препятствует различным смещениям (рис.). |
Рисунок 10 Узлы опирания стропил на прогон и мауэрлат. Шарнир с одной степенью свободы (только поворот)
Схематично узлы опирания и крепление стропил к мауэрлату могут обозначаться по-разному, и в случае, если не понятно изображение, то необходимо вообразить в какую сторону может сместиться узел при нагрузке. Стропильные балки на схемах изображают как стержни, рассматриваемую нагрузку на них схематично распределяют по оси. Уточним, что образные определения такие как поворот и горизонтальное смещение, не нужно принимать буквально. Например, такой узел с двумя степеням свободы как ползун может смещаться горизонтально, но на практике ползун довольно крепко закреплен и только допускает возможность произвольного смещения стропильной ноги от действия на нее нагрузки, но не развивает в балке излишнего внутреннего напряжения. Другими словами, узел не передаст распора на стены, а смещения и изгибы, присутствующие в работе балки допустимы в нормативных пределах. Смещения ползуна возможно только при нагрузке, превышающей предельно допустимую норму.
Рисунок 11 Узлы опирания стропил на прогон и мауэрлат. Ползун — шарнир с двумя степенями свободы (поворот и сдвиг)
Обратим внимание на применяющееся в определениях слово «шарнир», которое тоже не стоит понимать однозначно. Чаще всего это обычное соединение концов балок гвоздевым боем, может это обозначать и соединение болтами, иногда и шарнирным соединением, которое специально проектируют для узлов. Давайте на практике рассмотрим определение шарнир. Например, гвоздями можно приколотить доску одним концом к брусу, взяться за другой и повернуть на определенный угол, этому действию нам ничего не помешает, а гвозди в данном случае выступят в роли шарнира. Впрочем, если сделать расчет нагрузки, которая не допустит изгиба, и увеличить количество гвоздей, то смещение в таком случае будет невозможным. Однако если на балку будет воздействовать нагрузка, которая превышает расчетную, узел снова станет шарниром, поэтому важно изначально найти предельно допустимую нагрузку, под которой будет функционировать система.
Рисунок 12 Узел опирания стропил на прогон. Жесткое защемление
| Узловые сочленения наслонных стропил с различными схематичными обрисовками узлов, представленными на рисунках, могут и не быть идентичными, все зависит во время проектирования крыши от поставленной задачи. Главное, это учесть при проектировании узлов с одной степенью свободы; поворот стропильной ноги, с двумя степенями свободы учитывать горизонтальный сдвиг и поворот от изгиба. Ограничение сдвига стропил обеспечивается упором стропильных ног друг в друга, упором в мауэрлат, либо в прогон, а сдвиг верхних или нижних концов стропил – горизонтальные врубки. |
| Чтобы понять работу наслонных стропил при различных способах опирания, рассмотрим пример слестницей, с помощью представления которой нам не обязательно будет высчитывать вектора сил нагрузки и степени свободы узловых сочленений. Проведем эксперимент. Обычную лестницу приставим к стене, сведем к минимуму при этом силы трения – смажем стену и пол маслом, и применим к ней нагрузку – залезем на нее. Лестница упадет, поскольку и верхняя и нижняя части лестницы обладают двумя степенями свободы: нижняя – горизонтальное смещение и поворот, а верхняя – вертикальное смещение и поворот. Чтобы лестница стала устойчивой, необходимо в верхней или нижней части лишить ее одной степени свободы: вертикальной или горизонтальной. Закрепляем нижнюю либо верхнюю часть лестницы и получаем устойчивую систему. Экспериментировать с лестницей можно в различных ситуациях, зависящих от поставленных задач. |
Рисунок 13 Схема загрузки наслонной стропилины
Узлы опирания наслонных стропил на прогон и крепление стропил к мауэрлату рассмотрели, теперь есть необходимость узнать, в каких случаях обязательно закреплять мауэрлат, а в каких нет. Рассмотрим установку мауэрлата.
Мауэрлат представляет собой верхний венец сруба, бревно или брус, уложенный по периметру сверху наружной стены сруба. Это составляющая стропильной системы, которая выполняет очень важные две задачи. Первая задача мауэрлата; это распределить сосредоточенную нагрузку, которая передается стропильной системой на поверхностную площадь стены. Вторая задача мауэрлата состоит в том, чтобы привязать сложную конструкцию крыши к стенам здания.
Будет ли мауэрлат передавать распор на стены, зависит от запроектированных наслонных стропил и соответствующей их установке. В варианте безраспорной стропильной системы, в жестком креплении мауэрлата нет необходимости. При этом вся стропильная конструкция при неравномерных нагрузках становится статически неустойчивой системой и требует дополнительных мер ее закрепления. В варианте распорной стропильной системы получается стабильно устойчивая конструкция, но в таком случае требует жесткого крепления мауэрлата к стене сруба. Таким образом, понимаем, что мауэрлат может быть установлен при применении двух методов, т.е. принимать и отдавать на стены распор либо не принимать распор по причине его отсутствия.
Рисунок 14 Схема укладки мауэрлата не передающего распор на стену
Рассмотрим пару условий работы мауэрлатной обвязки, которая не принимает и не передает распор. Первое условие, в случае, если нижние концы стропильных ног закреплены узлами по типу ползуны с двумя степенями свободы, то верхние концы стропил сочленяются по узловым схемам, предполагающим одну степень свободы, либо жестким защемлением (рис.). Второе условие гласит, что верхние концы стропильных ног обязательно должны быть выполнены по схеме с двумя степенями свободы, если узлы нижних концов стропил делаются с одной степенью свободы (рис.). Мауэрлаты, не передающие распор на стены крепятся конструктивно гвоздями, скобами или скрутками из проволоки (рис.). Следует заметить, что обязательно мауэрлат должен быть уложен ближе к внутренней части стороны стены. Это производится для того, чтобы застраховать мауэрлат и нижние концы стропильных ног от горизонтального смещения при возникновении неравномерно распределенных сил, даже в случае применения безраспорной расчетной схемы.
Рисунок 15 Два способа закрепления мауэрлата принимающего и передающего распор на стены
Мауэрлат необходимо жестко фиксировать на стене, если верхние и нижние концы стропильных ног закрепить узлами с одной степенью свободы или совсем с нулевой степенью. В таком случае есть возможность использования варианта устройства мауэрлатной обвязки, которая принимает на себя распор от стропил (рис.). Бревна мауэрлата связывают в жесткую раму по всей площади периметра сруба путем косого прируба с креплением на болтах либо гвоздевым боем. Углы бревен мауэрлата скрепляют пластинами либо скобами. Такая рама принимает распор и работает на изгиб и растяжение, мауэрлат жестко крепится к нижнему венцу