17. Виды, область применения деревянных рам.

Рамы являются одним из наиболее распространенных типов несущих деревянных конструкций. Они хорошо вписываются в по­перечное сечение большинства производственных и общественных зданий: наличие стоек позволяет устраивать вертикальное стено­вое ограждение, а требуемый уклон плоского покрытия может быть получен соответствующим углом примыкания ригеля к стой­ке. Главной особенностью рам при двух- и трехшарнирной схеме и шарнирных опорах является развитие в карнизном узле (в месте примыкания ригеля к стойке) значительных изгибающих моментов, для воспринятая которых требуются специальные узловые соеди­нения. Деревянные рамы применяют обычно однопролетными при про­летах 12—30 м (в мировой практике до 60 м), и их можно класси­фицировать по нескольким признакам. По статической схеме рамы могут быть статически определи­мыми и статически неопределимыми. К статически определимым относят трехшарнирные рамы (рис. 14.1, а). К числу статически не­определимых относятся двухшарнирные рамы, рамы с жестко (рис. 14.1, б) или шарнирно (рис. 14.1, в) закрепленными стойками. Наиболее распространенной для цельнодеревянных рам является трехшарнирная схема. В рамах с жестко заделанными или шар­нирно опертыми стойками роль ригеля выполняют балки, фермы или арки с затяжкой. Стойки таких рам могут быть либо деревян­ными решетчатыми или сплошными (см. гл. 12). Конструктивные особенности рам разнообразны и связаны с методом их изготовления. Рамы заводского изготовления — это, как правило, рамы доща-токлееные и клеефанерные. Дощатоклееные трехшарнирные рамы _{: из} элементов прямоугольного сечения являются основным типом рамы, получившим в последние годы наибольшее распространение. Они различаются прежде всего вариантами карнизного узла. Рис. 14.1. Статические схемы деревянных рам: а — трехшарнирная; б — двухшарнирная, жестко опертая; в — двухшарнирная шарнир^ю опертая Рис. 14.2. Конструкции трехшарнирных клееных рам: а — гнутая дощатоклееная; б — дощатоклееная из Г-образных полурам; в — клеефа. нерная; г — дощатоклееная с угловыми подкосами; д — е — то же, с опорными подко­сами; / — Дощатоклееные элементы; 2 — расчетные оси; 3 — зубчатый стык; 4 — фа­нерная стевка; 5 — Дощатоклееные пояса; 6 — стальная накладка; 7 —ригель; 8 —под­косы; 9 — стойки Карнизный узел может быть выполнен путем изгиба досок (рис. 14.2, а), путем устройства зубчатого стыка (рис. 14.2, б). Стойка и ригель рам с зубчатым стыком в карнизном узле могут быть изготовлены из прямоугольных клееных блоков, рас­пиленных по диагонали. Рамы с монолитным карнизным узлом позволяют свести число отправочных единиц к миминуму (двум полурамам) и исключают процесс сборки карнизного узла в построечных условиях. Вместе с тем эти варианты имеют и не­достатки: трудность транспортирования элементов Г-сбразно.го очертания, размеры которых выходят порой за габарит транспорт­ных требований, и пониженное по сравнению с прямолинейной клееной древесиной расчетное сопротивление гнутых элементов и зубчатого стыка. Поскольку коэффициент т_гн, учитывающий сни­жение расчетного сопротивления в карнизном узле, зависит от от­ношения радиуса изгиба к толщине изгибаемой доски, для гнутых рам целесообразно применять доски небольшой толщины (25мм). Это позволяет уменьшить потери прочности, вызванные гнутьем досок, но влечет за собой увеличение числа слоев, а следователь­но, и трудоемкости изготовления рамы. Другой вариант карнизного узла с подкосом (рис. 14.2, г, д_> е) в карнизном или опорном узле. Такие рамы выгодны тем, что их собирают из прямолинейных элементов, и в них за счет конст­рукции карнизного узла уменьшается (по сравнению с бесподкос-ным узлом) изгибающий момент в ригеле. Эти рамы имеют боль­шее число узлов и монтажных элементов, а некоторым монтажным элементам (например, ригелю) приходится придавать сложное очертание. Клеефанерные рамы с жестким карнизным узлом (рис. 14.2, в) легче соответствующих дощатоклееных рам, но сложнее в изготов­лении и обладают меньшим пределом огнестойкости. Рамы с жестко заделанными стойками позволяют вести раз­дельно монтаж стоек и ригелей. Шарнирно опертые стойки имеют более простой опорный узел. Рамы заводского изготовления на строительной площадке про­ходят только сборку. Необходимые для рам стальные детали из­готовляют тоже на заводе, и они поступают на сборку в комплек­те с деревянными клееными элементами. Рамы построечного изготовления из досок и брусьев собирают непосредствен­но на строительной площадке. В этих рамах используются преимущественно по­датливые виды соединений: болты, штыри, гвозди, упоры. Такие рамы отлича­ются большим числом узлов и требуют больших затрат труда при изготовлении. Они нуждаются в высококачественных лесоматериалах, в особенности для р-астя-нутых элементов. Ригель и стойки таких рам могут иметь сплошное сечение (рис. 14.3, а) или выполнены в виде решетчатых систем (рис. 14.3, е). В одной раме могут также сочетаться решетчатые стойки с ригелем сплошного сечения (рис. 14.3, б) или ре­шетчатый ригель со стойками сплошного сечения. Рис. 14.3. Конструкции рам из цельных элементов: а — сплошная с опорными подкосами; б — с решетчатыми стойками; в — решетчатая; _г — трапециевидно-подносная система; д — ригельно-подкосная система; / — стоика; г ригель; 3 — подкос; 4 — стержни решетки; К рамам построечного изготовления относятся и подкосные системы, приме-яемые* в качестве несущих конструкций эстакад, лесов, складов, пакгаузов. Под-осные системы (рис. 14.3, г, д)состоят из бревенчатых (или брусчатых) стоек, прогонов (ригелей) и подкосов. Они могут быть трапециевидно-подкосными и пигельно-подкосными. В качестве несущих конструкций зданий наибольшее при­менение находят более простые трапециевидно-подносные системы. Сжатые эле­менты в этих системах соединяются с помощью упоров и лобовых врубок. Прогоны между собой стыкуются косым прирубом. Прогоны рассчитывают на изгиб, стойки— на сжатие с изгибом, а подкосы — на сжатие.

19. Варианты конструктивных решений опорных, коньковых и карнизных узлов трехшарнирных дощатоклееных рам. Коньковые узлы рам Пролетом до 18 м решаются простым лобовым упором и перекрываются парными деревянными или стальными накладками на болтах. Толщина накладок принимается равной половине ширины сечения арок. Толщина стальных накладок назначается конструктивно 10-20 мм. Длина накладок определяется диаметром и шагом расстановки болтов и зависит от их количества. Диаметром болтов задаются и рассматравляют их по длине накладок с учетом требуемых минимальных расстояний вдоль и поперек волокон древесины.  Расчет узла ведут на действие поперечных сил от расчетн сочетания нагрузок, а полунакладки рассматриваются как условные 2-х консольные балки. Порядок расчета: 1. Определяются усилия, действующие в условных опорах;2. Определяется минимально несущая способность 1-го болта при применении стальных накладок в узле, за расчетн несущ способность болта принимается максимальное значение несущей способности болта на изгиб; 3. Определяется требуемое количество болтов в каждом вертикальном ряду. Более нагруженными являются болты, расположенные ближе к оси симметрии арок. 4. Проверка торцов арки на смятие от действия продольной силы в коньковом узле не производится в виду запаса прочности.  При пролетах арок больше 18 м узлы решаются в виде классических шарниров: плиточных, валиковых. При этом толщину пластин стального башмака назначают 10-20 мм. Расчет крепления стального башмака к арке заключается в проверке условия: равнодействующие усилий в наибольшем нагруженном болте от действия расчетной поперечной силы и момента не должно превышать его минимальной несущей способности. Опорный узел решается лобовым упором деревянной стойки в мет башмак. Мет башмак крепится к стойке рамы конструктивным болтом. Сам башмак присоединяется сваркой к закладной детали в фундаменте или крепится к фундаменту 2 анкерными болтами. Распор рам передается на фундамент или воспринимается затяжкой, расположенной ниже уровня пола. При расчете опорного узла проверяют скалывающие напряжения в древесине в опорных сечениях рам по ф-ле Журавского. Находятся требуемая высота мет башмака из условия смятия поперек волокон д-ны стойки рамы от действия распора. Толщина вертикальной пластины и боковые накладки назнач. конструктивно 8-20мм. Мет башмак крепится к стоки рамы конструктив болтом d12-16. Сам башмак присоед сваркой к закладной детали ф-та или 2 анкерными болтами. раб на срез и растяжение. Дощатоклееные рамы различаются решением карнизного узла распространен вариант, когда отдельные блоки соединяются зубчатым шипом по биссектрисе угла или с помощью прямоугольной вставки. Последнее решение позволяет снизить расход древесины на 8 ÷ 10 % по сравнению с соединением одним стыком по биссектрисе. Жесткий карнизный узел со вставкой на болтах допустим при небольших усилиях и пролетах. Сравнительно небольшие усилия могут воспринимать конструкции карнизного узла в металлической обойме и с металлическими накладками на нагеля

20-21