21. Принципы обеспечения пространственной жёсткости
1) Поперечную и продольную устойчивость здания создают пространственным защемлением каждой из стоек каркаса в грунте. Нижние концы деревянных стоек следует располагать выше уровня грунта и пола и прикреплять их болтами или анкерами из стальных полос к железобетонным элементам.
2) Поперечная устойчивость здания обеспечивают, применяя простейшие комбинированные и подкосные системы, рамные системы или арочные конструкции, передающие распор непосредственно на фундаменты.
3) Продольную устойчивость здания с плоскими стойками создают постановкой связей по продольным стенам и между внутренними стойками, если таковые имеются, в продольном направлении. Для неизменяемости каркасных торцовых стен в их крайних пролетах также ставят аналогичные связи.
Связи в здании с каркасом, состоящим из стоек и шарнирно опертых на них балок (или ферм).
Рис. 1 - Связевая система с прогонами и деревянными полураскосными связями
Общая устойчивость деревянного здания может быть придана следующими способами, которые зависят от конструкции здания.
Первый способ. Поперечную и продольную устойчивость здания создают пространственным защемлением каждой из стоек каркаса в грунте. По верхним концам стоек укладывают обвязку, на которую опирают элементы покрытия, работающие, как правило, по балочной схеме. Во избежание перекашивания зданий, например, в связи с деформациями грунта, в местах защемления стоек в крайних пролетах продольных и торцовых стен, а также в промежуточных пролетах целесообразно устанавливать связи, создавая ячейки жесткости с интервалом 20-30 м. Для увеличения срока службы такого здания необходимо нижнюю часть стоек, зарытую в землю, антисептировать, чтобы не было быстрого загнивания. Предпочтительнее нижние концы стоек располагать выше уровня пола и прикреплять их болтами или хомутами к сменяемым деревянным, а еще лучше - железобетонным пасынкам. Этот способ получил широкое распространение в строительстве временных зданий.
Второй способ. Поперечная устойчивость здания обеспечивается защемлением в фундаментах плоских деревянных стоек, решетчатых или клееных.
Анкерами служат стальные полосы, заделываемые в фундамент и рассчитываемые на максимальное отрывающее усилие Na, определяемое при наиневыгоднейшем сочетании нагрузок. К анкерным полоскам приварены равнобокие уголки. В опорной части клееная стойка на длине lСК, определяемой по расчету на скалывание с прижимом, имеет увеличенную высоту сечения для образования наклонных площадок смятия под углом 30-45º, на которые укладывают уголки. Сквозь консольные части уголков с двух сторон стойки проходят перекрестные тяжи с нарезкой на обоих концах. В месте пересечения они приварены к стальным пластинкам, прилегающим вплотную к боковым граням клееной стойки.
Продольную устойчивость здания с плоскими стойками обеспечивают постановкой связей в вертикальной плоскости продольных наружных стен и между внутренними стойками, если таковые имеются, в продольном направлении. Для неизменяемости каркасных торцовых стен в их крайних пролетах также ставят аналогичные связи.
Третий способ. Поперечную устойчивость здания обеспечивают, применяя простейшие комбинированные и подкосные системы, рамные системы или арочные конструкции, передающие распор непосредственно на фундаменты.
Продольная устойчивость здания может быть создана постановкой связей по продольным линиям стоек. Стеновые щиты при этом располагают с наружной стороны стоек. Продольную устойчивость зданию с арочными конструкциями, опертыми непосредственно на фундаменты, придают связи, расположенные в конструкции кровельного покрытия, а пространственную устойчивость нижним кромкам клееных поясов - поперечные связи, соединяющие арки попарно.
Четвертый способ. Устойчивость каркасного здания при шарнирном опирании стоек на фундаменты и шарнирном примыкании их к элементам покрытия можно создать лишь в том случае, если конструктивные элементы покрытия и стен не только будут достаточно прочными, жесткими и устойчивыми для восприятия всех действующих на них нагрузок, но и создадут неизменяемые, жесткие и устойчивые диафрагмы, образуя тем самым неизменяемую, жесткую и устойчивую пространственную коробку. Для этого в плоскости покрытия можно использовать применяемый в качестве основы под рулонную кровлю щитовой настил, связанный гвоздями с прогонами; в стенах могут быть использованы косые обшивки или специальные связи между стойками каркаса.
Участие ограждающих частей здания в обеспечении его пространственной устойчивости возможно только при относительно малых размерах здания и требует проверки расчетом.
Устойчивость и жесткость зданий, собираемых из готовых щитов дощато-гвоздевой или клеефанерной конструкции заводского изготовления, перекос которых предотвращается устройством внутренних раскосов, диагональной обшивкой или оклейкой фанерой, может быть обеспечена жесткой горизонтальной диафрагмой чердачного перекрытия или наклонным кровельным покрытием, надежно сопротивляющимся перекосу стен. Для этого необходимо, чтобы жесткость и устойчивость поперечных стен была достаточной для восприятия в своей плоскости горизонтальных сил от ветра, передающихся от продольных стен через горизонтальную диафрагму. При этом щиты продольных стен, непосредственно воспринимающих ветровую нагрузку, работают как однопролетная плита, опертая внизу на фундамент, а вверху на горизонтальную диафрагму. Щиты поперечных стен, параллельных направлению ветра, работают в своей плоскости на перекос и опрокидывание.