несущими конструкциями
Связи в покрытиях с деревянными плоскостными
В зданиях с несущими конструкциями из дерева для обеспечения пространственной жесткости и неизменяемости каркаса плоские несущие конструкции объединяют между собой в геометрически неизменяемый каркас при помощи связей.
Система связей зависит от вида несущих конструкций, величины перекрываемых пролетов, шага колонн, наличия прогонов, размеров сечения конструкций покрытия и других факторов (рис. 5.4.1-5.4.3).
В зданиях с плоскостными конструкциями покрытий из ферм или балок система связей по покрытию включает горизонтальные поперечные связевые фермы и вертикальные связи.
Поперечные связевые фермы располагают в плоскости верхних поясов стропильных ферм у торцов здания, а также в промежутке через 25–30 м по длине здания.
При пролетах не более 18 м вертикальные связи достаточно располагать в середине пролета в торцах здания, а также по длине через 25–30 м. При пролетах, превышающих 18 м, вертикальные связи устанавливают в плоскости опор стропильных конструкций или в четвертях (третях) пролета. Иногда для удобства монтажа фермы или балки соединяют вертикальными связями попарно. На рисунке 5.4.4 а приведен вариант устройства связей в покрытии из металлодеревянных сегментных ферм.
В зданиях с подвесным подъемно-транспортным оборудованием следует устанавливать также горизонтальные поперечные связевые фермы в плоскости нижних поясов стропильных конструкций. Их также рекомендуется размещать в торцах здания и через 25-30 м по длине.
В зданиях с каркасом из трехшарнирныхрам или арок деревянные прогоны покрытий и стен, а также продольные ребра кровельных и стеновых панелей выполняют роль распорок и являются элементами связей. Однако существующие способы их крепления к несущим конструкциям (на болтах, штырях, гвоздях и др.) позволяют получать только шарнирное соединение. Для обеспечения продольной устойчивости таких зданий две смежные арки или рамы с помощью связей соединяют в жесткий пространственный блок.
В рамных конструкциях такие связи устанавливают и по ригелям, и по стойкам. Связевые блоки рекомендуется располагать в торцах здания, а также через 25–30 м по длине. Вариант расположения связей в здании из трехшарнирных арок кругового очертания приведен на рисунках 5.4.4 б.
В зданиях с кирпичными или железобетонными торцовыми стенами, способными воспринимать ветровые нагрузки, блоки связей устраивают во второй от торца секции (рис. 5.4.1). В некоторых случаях основные несущие
конструкции в торцах здания не ставятся, тогда нагрузка от покрытия тоже передается на стойки фахверка (несущий фахверк).
1- торцовая кирпичная стена; 2- 3-хшарнирная клеедощатая рама (арка);
3- деревянный раскос связей по скату; 4- деревянные распорки (стойки связевой решетки);
5- дощатые наклонные связи (полураскосная решетка)
Рис. 5.4.1. Связевая система 3-х шарнирных гнутоклееных рам с деревянными раскосными связями и торцовыми кирпичными стенами
1 — 3-хшарнирная арка; 2 — стойки торцевого фахверка с горизонтальными перекладинами;
3- крестовая связь из тяжей круглой стали; 4- деревянные распорки по наружному контуру
арок; 5- то же по внутреннему контуру арок; 6- тяж из круглой стали
Рис. 5.4.2. Связевая система трехшарнирных арок с металлическими крестовыми связями
1- стоечно-балочная рама; 2- коньковый брус; 3- стойка торцевого фахверка с горизонтальными перекладинами; 4- прогоны покрытия; 5- полураскосная дощатая связь, подшитая к прогонам снизу; 6- обвязочные брусья по стойкам; 7- полураскосная дощатая связь по обвязочным брускам; 8- дощатый раскос по стойкам фахверка
1- стоечно-балочная система с панелями ограждения; 2- деревянные распорки скатных связей; 3- стойки торцевого фахверка; 4- стальные тяжи крестовых связей;
5- дощатый связевой подкос
Рис. 5.4.3. Устройство связей в каркасном здании при прогонном (вверху)
и беспрогонном (внизу) решении покрытия
Рис. 5.4.4. Варианты обеспечения пространственной жесткости покрытия
в зданиях с плоскостными деревянными конструкциями покрытия
а–с сегментными стропильными фермами; б–с трехшарнирными арками кругового
Связевые фермы могут иметь любую решетку: крестовую, раскосную, полураскосную, крестовую с дополнительными стойками и т.п.
Элементы связей могут выполняться из цельной или клееной древесины либо из металлических тяжей с муфтами (рис.5.4.5).
Рис.5.4.5. Вариант конструктивного решения горизонтальных связей в покрытии из деревянных плоскостных конструкций
(узел 1 на рис.5.4.4)
В тех случаях, когда в качестве несуще-ограждающих конструкций покрытия используют жесткие панели или дощатые щиты с диагональными брусьями, жестко прикрепленные к несущим конструкциям в четырех точках, горизонтальные поперечные связевые фермы в уровне верхнего пояса конструкций покрытия могут не устанавливаться.
В зданиях с деревянным каркасом в каждом конкретном случае вопрос обеспечения пространственной жесткости здания решается индивидуально.
| | | следующая лекция ==> | |
| Связи в покрытиях с железобетонными плоскостными несущими конструкциями | | | Пространственные конструкции покрытий |
Дата добавления: 2016-02-04 ; просмотров: 2567 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ
Источник
Основные виды индустриальных конструкций из дерева и пластмасс
ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ НЕИЗМЕНЯЕМОСТИ
9.1. Функции связей. Классификация
Плоскостные конструкции (балки, арки, рамы, фермы) предназначены для восприятия нагрузок, действующих только в их плоскости.
Сооружение, выполненное только из одних плоских элементов, расположенных в вертикальной плоскости, будет геометрически изменяемым в пространстве. Поэтому для обеспечения пространственной жесткости и геометрической неизменяемости плоские конструкции объединяют между собой в геометрически неизменяемый пространственный каркас при помощи связей.
В каркасных зданиях связи выполняют следующие функции:
создание геометрической неизменяемости сооружения;
обеспечение устойчивости сжатых элементов путем уменьшения их расчетной длины (поясов стропильных ферм, колонн, ригелей);
восприятие нагрузок, действующих из плоскости несущих конструкций (давление ветра, торможение крана), и передача их через другие элементы каркаса на фундаменты;
перераспределение нагрузок между элементами каркаса (например, при торможении крана, действии случайных эксплуатационных нагрузок);
фиксирование положения и обеспечение устойчивости конструкции во время монтажа.
По положению (расположению) связи бывают:
Связевые фермы располагают поперек здания в плоскости верхнего пояса или поверху основных ферм, балок, арок, рам непосредственно у торцевых стен или между ближайшими к ним несущими конструкциям и в промежутках не реже чем 30 м (в тех же секциях располагают вертикальные связи между колоннами). Связевые фермы у торцов здания могут не устраиваться, если торцевые каменные и железобетонные стены в состоянии воспринимать горизонтальные нагрузки.
В качестве поясов поперечных связевых ферм используются верхние пояса или все сечение стропильных конструкций.
Решетка применяется раскосной из деревянных элементов или пере-крестной из стальных тяжей. В качестве стоек связевых ферм могут быть использованы прогоны или продольные ребра плит покрытия.
Связевые жесткие диски выполняют в виде двойных дощатых перекрестных настилов, из сборных дощатых щитов панелей покрытия, однако при этом должно быть обеспечено надежное крепление одних элементов, образующих диск, к другим, а также к раскрепляемым конструкциям.
Жесткость покрытий с одинарным настилом или обрешеткой без диагональных элементов недостаточна для восприятия ветровой нагрузки и закрепления плоскостных деревянных конструкций в проектное положение. В этом случае при наличии деревянных каркасных стен необходимо устройство в плоскости верхних поясов несущих конструкций горизонтальных (скатных) связей.
Отдельные элементы изготавливают из цельной древесины при длине до 6,5 м, иначе применяют связи двухъярусные, металлические, клееные.
9.2. Конструктивные решения связевых ферм
Связевые фермы аналогичны по конструкциям стропильным фермам, но в состав фермы включаются элементы несущих и ограждающих конструкций. Поясами связевых ферм являются пояса ригелей (ферм, клеефанерных балок) или все сечения несущих конструкций (дощатых рам, арок, стоек). Стойками ферм служат прогоны или ребра каркаса.
Решетки крестовые выполняют из металлических тяжей с муфтами. Раскосные выполняются деревянными. При частом расположении прогонов (через 1,5 ÷ 2 м) рекомендуется применять полураскосную решетку.
Вертикальные связи, расположенные в плоскости стен, выполняют (рис. 9.2) либо металлическими крестовыми в виде тяжей с муфтами, либо деревянными.
Расположенные по глухим стенам вертикальные связи целесообразно выполнять деревянными в виде раскосных или полураскосных ферм.
Связи, размещенные в местах оконных проемов, рекомендуется выполнять металлическими крестовыми из тяжей или портальными. Они не затемняют оконных проемов, не нарушают внешнего вида и интерьера здания.
Соединение элементов связей с основной несущей конструкцией выполняется различными вариантами (рис. 9.3): а – присоединение деревянных раскосов в полдерева на гвоздях; б – то же, с опиранием на деревянную прибоину ; в – то же, с помощью металлической полосы, пропускаемой в вертикальный пропил и закрепляемой болтами; г – то же, с опиранием на металлический уголок с приваренными полосами и прикреплением болтами; д – присоединение металлических раскосов и деревянных распорок с помощью фасонки и башмака; е – то же, металлических раскосов из тяжей и трубчатой распорки с помощью фасонок на болтах или глухарях.
Рис. 9.3. Узлы соединения элементов связей с основной несущей конструкцией: 1 – основная несущая конструкция; 2 – прогон; 3 – дощатый раскос; 4 – болт; 5 – прибоина (брус); 6 – брусчатый раскос; 7 – полосовая сталь толщиной 2 – 3 мм; 8 – планка; 9 – уголок; 10 – ребро жесткости; 11 – полоса толщиной 4 – 5 мм; 12 – фасонка ; 13 – тяж или полоса; 14 – глухарь; 15 – башмак из листовой стали толщиной 4 – 5 мм; 16 – деревянная распорка; 17 – натяжная муфта; 18 – металлическая трубчатая распорка
Варианты конструктивных решений связевых систем при различных узловых соединениях
Каркасные деревянные здания с плоскими конструкциями в зависимости от особенностей узловых соединений элементов каркаса между собой и фундаментами можно разделить на четыре основных типа.
Первый тип – здания с защемленными во всех направлениях колоннами и линейными элементами покрытия (т.е. жесткое защемление колонн и жесткое соединение колонн с элементами покрытия). Такой каркас является устойчивым как в продольном, так и в поперечном направлении и не требует постановки связей при условии, что все элементы каркаса закреплены в узлах от взаимных смещений. Иногда в таких зданиях могут устанавливаться связи, препятствующие перекосу здания при возможной неравномерной осадке грунта, если такая осадка представляет опасность для здания (рис. 9.4).
Второй тип – здания с каркасом из плоских трехшарнирных рам или арок. Поперечная устойчивость таких зданий обеспечена геометрически неизменяемыми конструкциями рам или арок без постановки связей, а продольная – не обеспечена.
При отсутствии связей на рис. 9.5 показаны возможные перемещения участков каркаса (1, 2). Деревянные прогоны, а также продольные ребра панелей, выполняют роль распорок и являются элементами связей, но существующие способы их крепления к несущим конструкциям каркаса позволяют получить лишь шарнирные соединения. Они не препятствуют возможным перемещениям 1 и 2, поэтому для предотвращения этих деформаций и обеспечения продольной устойчивости в зданиях устраивают связи.
В рамных зданиях эти связи выполняют раздельно: по стенам – вертикальные ВС (1) и в покрытиях – наклонные (НС ) или скатные (СС) (2) (рис. 9.6). В арочных зданиях – это скатные (или наклонные) связи. Две смежные арки, рамы, объединенные между собой, создают жесткий пространственный блок, состоящий из связевых ферм. Такие блоки создаются в торцах здания и через 25 ÷ 30 м.
Третий тип – здания с защемленными в поперечном направлении колоннами и плоскими стропильными конструкциями (двухшарнирная рама) (рис. 9.7). Поперечная устойчивость здания обеспечивается без связей самой конструкцией двухшарнирной рамы.
Для обеспечения продольной устойчивости деформации 1 и 3 должны быть устранены постановкой вертикальных связей по колоннам ВС (1) и в шатре 3 (рис. 9.8). Связи шатра 3 при пролетах стропильных конструкций до 18 м достаточно располагать посередине пролета, при больших пролетах их устраивают у опор ферм (балок) или в четвертях (третях) пролета. Эти связи размещают по длине здания через 25 ÷ 30 м. Иногда для удобства монтажа фермы или балки соединяют вертикальными связями 3 попарно.
При действии ветровой нагрузки на торец здания стропильные конструкции, раскрепленные лишь связями 3 могут иметь деформации 2. Во избежание повреждения кровли или излома ферм в горизонтальном направлении деформации 2 должны быть устранены связевыми поперечными фермами 2. Такие же связевые фермы 3 выполняются через 25 ÷ 30 метров по длине здания.
Четвертый тип – здания с шарнирно опертыми колоннами и плоскими стропильными конструкциями (рис. 9.9).
Четвертый тип здания отличается от третьего тем, что в нем не обеспечена поперечная устойчивость, т.е. есть деформации 4, а при жестких торцевых стенах и поперечные деформации прогонов 5. Для устранения этих двух деформаций и обеспечения геометрической неизменяемости поперечника каркаса необходимо устройство продольной связевой фермы 5 (рис. 9.10) в плоскости верхних поясов, опорами которой являются поперечные диаграммы жесткости 4, устраиваемые по торцам через 25 ÷ 30 метров по длине здания в виде защемленных колонн или трехшарнирных рам.
Рис. 9.10. Схема расстановки связей в здании с шарнирно опертыми колоннами:
1 – вертикальные связи; 2 – скатные связи; 3 – вертикальные связи шатра; 4 – поперечная диафрагма жесткости; 5 – продольная связевая ферма; 6 – продольная горизонтальная ферма в плоскости нижних поясов стропильной конструкции
Продольную горизонтальную связевую ферму в плоскости нижних поясов стропильных конструкций (6) следует выполнять лишь в том случае, если в гибком нижнем поясе стропильной фермы с нисходящим опорным раскосом может возникнуть сжимающее усилие от действия поперечной ветровой нагрузки.
Источник