Расчет рам из прямолинейных элементов с нагельным соединением в карнизном узле

Расчет карнизного узла рам начинают с определения наиб. диаметра наружной и внутр. окружностей: d_н=h_кар-2×3,5d; d_в=h_кар-(2×3,5d+2×7d).

Возможное количество болтов в окружностях: n_δ^н=πd_н/7d; n_δ^в =πd_в/7d.

Усиление на один болт: от действующего момента М_g в карнизном узле и от продольных и поперечных сил. Суммарное усиление на 1 болт P₀=P₁+P₂.

Минимальную несущую способность одного болта на один срез определяют исходя из трех условий:

- смятия в среднем элементе (ригеле): Т_см.с=0,5сdk_α кН;

- смятия в крайнем элементе (стойке): Т_см.α=0,8αdk_α, кН;

- изгиба нагеля , кН,

Несущая способность карнизного узла обеспечена, если P₀≤Т_мин

Расчет рам из прямолинейных ригелей, стоек и подкосов, упирающихся в фундамент

Проверку прочности рам осуществляют в сечениях, нормальных к оси у конца подкоса или между подкосом и стойкой:

где Q- поперечная сила в расчетном сечении, в- ширина поперечного сечения, h- высота поперечного сечения

7. Компоновка связевой системы сплошных и сквозных плоских деревянных конструкций.

Они состоят из связевых ферм, кот. соед-ют верхние пояса или зоны осн-х нес. к.ций покрытия по­парно. Эти связи располагаются наклонно поперек покрытия в плоскости. Опорами их служат к-ции каркаса стен. Пояса­ми связей служат верхние пояса основных к-ций, стой­ками—горизонтальные брусья или прогоны и плиты настила. Решетка бывает перекрестная или раскосная и выполняется из брусьев или стальных тяжей.

Скатные связи должны располаг-ся в торцевых зонах по­кр. и между ними на расст. не более 30 м и закреплять также промежуточные к-ции брусчатыми стержнями или к-циями настила покр.

Статные связи закрепляют верхние пояса осн-х к­-ций на опорах в коньке и в промежуточных точках, что повышает их устойчивость из плоскости, уменьшая расчетную длину до расстояния между узлами связевых ферм.

Скатные связи рассчитывают на гориз. ветровые на­гр. и усилия, возникающие в эл-тах вследствие отклоне­ния их осей от прямых линий, как однопролетные шарнирно опертые фермы с паралл. поясами. Ветровые нагр., действующие в виде давления и отсоса на торцевые стены, распределяются поровну между скатными связевыми фер­мами. В стержнях связевой фермы возникают еще усилия в ре­зультате отклонения их осей от линейной формы. Их определяют от действия условной горизонтальной нагрузки qc:

Связевые фермы рассчитыва­ют как обычные фермы, принимая их пролет равным развертке поясов несущих конструкций. Если решетка принята деревянной раскосной, то раскосы и стойки решетки фермы рас­считывают на растяжение или сжатие. Если же решетка принята перекрестной из стальных тяжей, то сжатые раскосы, восходя­щие от опор, исключаются. Пояса связевых ферм, являющиеся одновременно элементами несущих конструкций, рассчитывают на совместное действие усилий от вертик. и гориз. нагрузок.

Вертикальные поперечные связи соединяют по­парно стойки каркаса зд., на кот. опираются к-ции покр., соединенные скатными связями. Они располагаются в пл-ти, параллельной пл-ти стены, и обеспечивают боль­шую устойчивость стоек в этом направлении. Они рабо­тают и рассчитываются на гориз. нагрузки от давления и отсоса ветра аналогично нагрузкам скатных связей.

Ста­тич. схемой - вертикально стоящая шарнирно опер­тая консольная ферма с параллельными поясами.

Продольные вертикальные и наклонные связи создаются для обеспечения плоской формы деформирования балок, элементов арок и рам с относительно большой высотой сечения и ферм, в которых нижний растянутый пояс располагается ниже уровня опор или его опорные панели являются ненесущими.

Такие связи располагаются вдоль здания, соединяют все конструкции покрытия попарно и располагаются с требуемым расчетным шагом по их длине. Они работают и рассчитываются как шарнирно опертые фермы с параллельными поясами на го­ризонтальные сосредоточенные силы Р, определяемые по формуле

Торцевой фахверк является несущим каркасом торцевой сте­ны здания. Он состоит из нескольких вертикальных стоек, шар­нирно опертых на фундаменты и прикрепленных к крайним несущим конструкциям покрытия в местах узлов поперечных скатных торцевых связей. К стойкам фахверка крепятся гори­зонтальные балки, обшивки и панели торцевой стены.

Стойки фахверка при высоте до 6 м делаются из брусьев или толстых досок, а при большей высоте их выполняют клеедеревянными или брусчатыми сквозными. На стойки действуют вертикальные сосредоточенные нагрузки от собственного веса стены и горизонтальные нагрузки от давления и отсоса ветра. Их рассчитывают на сжатие с изгибом как стержни с шарнирно закрепленными концами. Опорный узел стоек решают с помощью металлических башмаков и болтов и рассчитывают на действие продольных и поперечных сил. Верхний узел стоек крепится к основным несущим конструкциям покрытия с помощью болтов. Этот узел обеспечивает передачу ветровых нагрузок на узлы поперечных скатных связей. В некоторых случаях основные нес. к-ции в тор­цах здания не ставятся, тогда нагрузка от покрытия тоже пере­дается на стойки фахверка.

Д ля обеспечения устойчивости к-ций, сохранения их проектного положения, а также восприятия усилий, действующих нормально к их плоскости необходима пространств. жесткость покрытия. Различают ветровые и тормозные фермы, а также связи жесткости. Когда фермы опираются на капитальные стены, пространственную жесткость покрытия обеспечивают элементы крыши. Если жесткая крыша отсутствует, то устраивают скатные связи в виде ферм. Поясами таких ферм служат верхние пояса двух соседних стропильных ферм. Крепление скатных связей к пластям верхнего пояса может осуществляться сверху, снизу, или в его плоскости. Вертик. связи, обеспечивающие вертик. положение конструкций. Их располагают в плоскости стоек (или раскосов). Вертик. связи соединяют фермы попарно.

Геометрические схемы связей жесткости. Две фермы, связанные скатными и вертикальными связями, с закрепленными опорными узлами ферм на стенах создают неизменяемый пространственный блок покрытия. Когда здание состоит из отдельных поперечных рамных каркасов, пространственная жесткость создаётся системой следующих связей и ферм: горизонтальными ветровыми фермами; вертикальными связевыми по колоннам ряда; вертикальными (наклонными) связями между фермами; скатными связями или жестким покрытием.

Пространственная схема здания с жесткими торцовыми стойками:

1. колонны; 2- фермы покрытия; 3- вертикальные связи по колоннам; обвязочный брус; 5- ветровые фермы; 6- скатные связи; 7- вертикальные (наклонные) связи между фермами; 8- прогоны или плиты покрытия; 9- жесткие торцы; 10- стойки торцового фахверка

Ветровые фермы устраивают в торцах здания и располагают в плоскости поясов несущих ферм покрытия. Они воспринимают ветровую нагрузку, действующую на торец вдоль оси здания. Вертик. связи по колоннам ряда включают обвязочный брус, связывающий колонны поверху и выполняющий роль распорки, и раскосы в виде тяжей из круглой стали, позволяющие производить их натяжение с помощью муфт. Внизу колонны заанкерены в фундаменты. При большей высоте колонн для устойчивости их из плоскости рамы могут ставиться дополнительные распорки по высоте. Вертикальные (наклонные) связи между каждой парой ферм покрытия и скатные связи устраивают также, как в покрытиях по капитальным стенам. Ветровые фермы можно устраивать между жесткими нижними поясами несущих ферм покрытия. В покрытиях с металлодеревянными, деревопластмассовыми фермами с гибкими нижними поясами следует проектировать жесткие торцы, воспринимающие ветер.