Обеспечение пространственной жесткости и устойчивости плоских конструкций из дерева и пластмасс. Расчет связевой системы
Ветровое давление, передающееся на деревянную торцовую стену каркасной конструкции небольшой высоты, распределяется между фундаментом и верхним покрытием с помощью работающих на изгиб вертикальных стоек каркаса. Конструкция покрытия в этом случае должна передавать ветровое давление через верхнюю обвязку продольным стенам, которые, в свою очередь, должны иметь в своей плоскости связи, рассчитанные на передачу этих усилий фундаментам. При устройстве в качестве основы под рубероидную кровлю щитового перекрестного настила покрытие превращается в неизменяемую и жесткую диафрагму. В этом случае расчет сводится к проверке прочности:
- прикрепления верхних концов стоек каркасной стены к прогонам на передачу ветрового давления;
- гвоздевой пришивки прогонов к щитовому настилу, скрепленному диагональными элементами;
- соединения гвоздями обоих щитовых настилов для перекрытия их стыков, расположенных вразбежку;
- прикрепления настила, связанного с диагональными элементами, к верхней обвязке каркасных деревянных стен.
Указанное решение покрытия обеспечивает хорошее закрепление плоских деревянных конструкций в проектном положении.
Жесткость покрытий с одинарным настилом или с обрешеткой без диагональных элементов недостаточна для восприятия ветровой нагрузки и закрепления плоскостных деревянных конструкций в проектном положении. В этом случае при наличии деревянных каркасных стен необходимо устройство в плоскости верхних поясов несущих конструкций горизонтальных связей, располагаемых в торцовых частях здания и по его длине на расстоянии не более 20 м.
Для покрытия, выполненного из разрезных кровельных панелей, жестких и неизменяемых в своей плоскости, требуется установка монтажных связей, которые прикрепляют непосредственно к основной несущей конструкции.
Горизонтальные связи, воспринимающие ветровую нагрузку, образуют в плоскости верхних поясов двух соседних несущих конструкций решетчатую ферму, которая передает действующие в ее плоскости усилия на продольные стены. При жестких торцовых стенах, воспринимающих ветровую нагрузку, и небольшой длине здания устойчивость плоских деревянных конструкций может быть создана прогонами кровли, надежно скрепленными с верхним поясом фермы и заанкеренными своими концами в торцевые каменные стены. При этом стык разрезных или консольно-балочных прогонов должны быть перекрыты накладками на гвоздях.
В средней части зданий большой протяженности, кроме того, устраивают горизонтальные связи на расстоянии около 20 м от торцовой стены и одни от других.
Эти пространственные крепления, воспринимающие ветровые усилия, в то же время служат для предупреждения выпучивания сжатого контура плоскостных деревянных конструкций. В большинстве случае сжатый пояс в них раскрепляют прогонами кровли, которые должны быть прочно прикреплены к верхнему поясу, и настилами кровли.
В арочных конструкциях помимо верхних (сжатых) поясов следует раскреплять и нижние сжатые пояса арок, а в некоторых рамных конструкциях – внутренний контур рамы, который может быт сжат на всей своей длине или части ее, особенно при несимметричном приложении нагрузок. Нижние пояса раскрепляют устройством вертикальных связей. Учитывая деформации в соединениях связей, за расчетную длину сжатого нижнего пояса при проверке его устойчивости следует принимать расстояние между связями, увеличенное на 25%.
Основным типом поперечных вертикальных связей являются жесткие связи, соединяющие попарно вдоль здания соседние конструкции. Вертикальные связи не следует делать непрерывными по всей длине здания, так как при обрушении по какой-либо причине соседние конструкции, что может привести к последовательному обрушению всего покрытия.
Устройство вертикальных связей в виде подкосов нецелесообразно. Если по длине здания будет действовать снеговая нагрузка различной интенсивности, то подкосы не предупредят, а наоборот, будут способствовать выпучиванию закрепляемого ими пояса фермы.
Связи
рассчитывают на усилия, направленные
перпендикулярно плоскости раскрепляемой
конструкции. В случае раскрепления
верхнего сжатого пояса ферм связями,
расположенными в плоскости покрытия,
расстояние между узлами закрепления
устанавливают в соответствии с условиями
гибкости пояса из плоскости фермы. При
этом каждый узел закрепления рассчитывают
на силу
Значение
определяют
по формулам:
- в
покрытиях по фермам, однопролетным
балкам и пологим аркам
- в
покрытиях по трехшарнирным рамам и
высоким аркам
- в
покрытиях по консольным балкам и рамам
при положительном моменте в пролете
при отрицательном изгибающем моменте
в пролете
Узловую
нагрузку на связевую поперечную ферму
или на точу крепления элементов покрытия
к несущим конструкциям определяют по
формуле
При раскреплении нижних поясов ферм арочной конструкции попарно поперечными связями последние воспринимают, таким образом, горизонтальные силы от двух смежных поясов и передают их в плоскости верхних поясов или на жесткую систему кровельного покрытия, образуемую щитовым настилом, либо на ветровые фермы или специальные связи.