2. Рамные конструкции. Два основных вида современных рам

   1. Общие сведения

Рама — это несущая конструкция, состоящая из стоек (обычно вертикальных) и ригеля. По стойкам легко устраивать вертикальные стеновые ограждения, верхним граням ригеля можно придать наклон, соответствующий требуемому уклону кровли. Благодаря этим достоинствам рамы используются чрезвычайно широко — в большинстве каркасных зданий. Рамы бывают заводского изготовления (с клееными элементами) и построечного изготовления (из цельных бревен, брусьев и досок). Первые экономичнее вторых.

Разновидностей деревянных рам много. В основном применяют два вида рам: а) трехшарнирные; б) двухшарнирные с защемленными в фундаменте стойками и шарнирным креплением ригеля к стойкам (далее будем называть их двухшарнирными рамами).

2. Трехшарнирные деревянные рамы

Трехшарнирные рамы являются распорными конструкциями и отличаются от арок только своим очертанием. Если ось очерчена не по кривой, а по ломаной линии, и при этом у пят имеются вертикальные участки (стойки), тогда говорят —«рама». Поскольку по статической схеме трехшарнирные рамы и арки аналогичны, усилия в раме можно определять по формулам, полученным для арки.

Материал в трехшарнирных рамах, как и в арках, работает на сжатие с изгибом. Но в рамах превалирует из¬гиб, а в арках — сжатие, ибо арки очерчиваются по кри¬вой, близкой к рациональной оси.

Особенность трехшарнирных рам —наибольшие изгибающие моменты возникают в так называемых карнизных узлах — местах примыкания ригеля к стойке. Эти моменты (а точнее распор, который их вызывает) разгружают ригель.

Пролеты трехшарнирных рам 12—18 м, а в уникальных сооружениях свыше 50 м.

3. Двухшарнирные деревянные рамы

Двухшарнирные деревянные рамы — такие же ра¬мы, какие широко применяются в зданиях со стальными и ж е л ез о б ет о н н ы м и каркасами в качестве основных несу-щих поперечных рам (см. разд. II). Разница только в материале.

Рама один раз статически неопределима, лишним не-известным является усилие в ригеле (рис. 22.9, б), но статическую неопределимость системы надо учитывать только при определении моментов в колонне от ветровой нагрузки. Колонны работают на сжатие с изгибом.

Распор в этих рамах равен лишнему неизвестному X, он много меньше, чем в трехшарнирных рамах. Подробно такие рамы рассмотрены в разделе «Металлические конструкции».

Достоинства рам:

а) простота карнизного узла (изгибающий момент в нем отсутствует, ригель попросту опирается на колонны);

б) проще фундаменты — благодаря небольшому распору.

Недостатки (по сравнению с трехшарнирными рамами):

а) ниже скорость монтажа из-за большего числа сборочных марок;

б) большая трудоемкость, так как де¬ревянные колонны — это обычно конструкции построеч¬ного изготовления.

Пролеты этих рам определяются конструкцией ригеля, обычно не более 24 м.

План расчета двухшарнирной рамы:

1. сбор нагрузок;

2. расчет ригеля;

3. расчет поперечной рамы для определения трех расчетных комбинаций усилий: , , необходимых для расчета стойки;

4. расчет стойки.