8.3. Связи

Связи бывают скатные (наклонные), вертикальные и горизон­тальные. В зданиях, каркас которых выполнен из деревянных кон­струкций, применяют два основных вида связей: а) связевые фермы, располагаемые вертикально, наклонно или горизонтально, по­перек здания по наружным поясам (или наружному контуру) несу­щих конструкций; в сочетании со связевыми фермами применяют продольные связи в виде элементов ограждающих конструкций (прогоны, настилы, панели); б) продольные (вертикальные или на­клонные) связи, плоскость которых располагается перпендикулярно плоскости несущих конструкций; эти связи закрепляют нижние по­яса (или внутреннюю кромку) несущих конструкций.

Связевые фермы, располагаемые по наружным поясам (скат­ные и вертикальные) конструкций (см. рис. 8.3), соединяют ригели двух соседних рам и их стойки в пространственный блок, способный воспринимать нагрузки, направленные перпендикулярно плоскости основных несущих конструкций. Поясами их являются верхние по­яса ригелей (ферм, клеефанерных балок и т. п.) или все сечение несущих конструкций (дощатоклееных арок, рам, стоек). Решётка связевых ферм может быть деревянной раскосной или перекрестной из стальных тяжей. Эти связи воспринимают ветровые и техноло­гические нагрузки, направленные вдоль здания (ветер, продольное торможение кранов); обеспечивают устойчивость из плоскости на­ружных поясов (или кромок} стоек и ригелей каркаса и обеспечи­вает устойчивость каркаса в процессе его монтажа.

Роль стоек в решетке связевых ферм выполняют прогоны или панели. Связевые фермы устанавливают с интервалом не более 30 м, но не менее двух на здание. Связевые фермы у торцов здания могут не устанавливаться, если торцовые стены в состоянии само­стоятельно воспринять горизонтальные нагрузки.

Рис. 8.2. Связи по внешнему контуру каркаса здания: а — схема связей; б — расчётная схема скатной связевой фермы ригелей; в — то же, верти­кальной фермы стоек; 1 — стойки торца; 2 — прогоны покрытия; 3 — связевые брусья; 4 — связевые фермы ригеля; 5—связевые фермы стоек; 6—стальные тяжи; Р — горизонтальные силы; Ω — грузовые площади торца

Связями закрепляют две крайние точки несущих конструкций каркаса и одну или несколько промежуточный точек. Такое распо­ложение связей позволяет повысить устойчивость из плоскости сжа­тых и сжато-изгибаемых элементов несущих конструкций за счёт уменьшения их расчётной длины, которая принимается равной рас­стоянию между узлами связевых ферм;

Расчёт связевых ферм производят на горизонтальные нагрузки, которые складываются из внешних горизонтальных нагрузок (вет­ра, тормозных усилий кранов и т. п.) и дополнительных усилий, воз­никающих в элементах конструкций от вертикальной нагрузки вследствие возможных несовершенств фермы (отклонения от вертикали, погнутости и других дефектов).

Внешние горизонтальные нагрузки распределяются поровну между всеми связевыми фермами и торцовыми стенами здания. На­пример, при действии ветровой нагрузки на здание, показанное на рис. 8.2 и имеющее по всей длине, равной В(п—1), три связевые фермы, нагрузки р₁, р₂, ..., р_п, приходящиеся на каждый узел вет­ровой фермы, собирают по соответствующим грузовым площадям Ω₁, Ω₂, · · · Ω_n с обоих торцов здания и делят на число связевых ферм (две).

У силия, возникающие в элементах связевой фермы вследствие возможных несовершенств фермы, вычисляют от действия условной горизонтальной нагрузки, которую определяют по формуле

где а — коэффициент, принимаемый равным: 0,03 — для ферм, однопролётных балок, пологих арок (f/<l/6); 0,015 — для трёхшарнирных рам и высоких арок (f/>1/3); q— расчётная равномерно распределённая вертикальная нагрузка на 1 м горизонтальной про­екции несущей конструкции, кН/м; n — число несущих конструк­ций на всю длину здания (в одном его пролёте); t — число связе­вых ферм и торцовых несущих стен на всю длину здания.

Узловую нагрузку q₁, q₂,….., q_n определяют как произведение горизонтальной нагрузки q_с на длину горизонтальной проекции па­нели связевой фермы. Таким образом, для связевой фермы суммар­ная горизонтальная узловая нагрузка равна P₁ = 0,9(p₁+q₁), где 0,9 — коэффициент сочетания.

Связевые фермы рассчитывают как обычные фермы, принимая их пролёт равным развёртке поясов несущих конструкций (/cos а и _с на рис. 8.2). Если решётка принята деревянной раскосной, то раскосы и стойки решетки фермы рассчитывают на растяжение или сжатие. Если же решетка принята перекрестной из стальных тяжей, то сжатые раскосы (на рис. 8.2, б показаны пунктиром) из расчёта исключаются. Пояса связевых ферм, являющиеся одновременно эле­ментами несущих конструкций, рассчитывают на совместное дейст­вие усилий от вертикальной и горизонтальной нагрузок.

Продольные вертикальные и наклонные связи устраивают в коньковых шарнирах трехшарнирных арок, а также в арках и ра­мах, если их внутренняя сжатая кромка не обеспечена от потери ус­тойчивости без устройства продольных связей. Кроме того, продоль­ные связи применяют в шпренгельных системах и в фермах, когда растянутый нижний пояс расположен ниже линии опор, и при на­личии горизонтальной нагрузки, приложенной к нижнему поясу перпендикулярно плоскости фермы. Продольные связи соединяют несущие конструкции попарно и устанавливают с интервалом, рав­ным шагу несущих конструкций (рис. 8.3).

Шаг продольных связей при арках и рамах определяют из усло­вия обеспечения их устойчивости. При установке в карнизных уз­лах рам и в арках продольные связи рассчитывают на горизонталь­ную нагрузку

Рис. 8.3. Продольные наклонные связи внутренней сжатой кромки арки: а — расположение связей; б —расчётная схема связевой фермы; 1 — арка; 2 —связевые фермы

Р=0,015qS_с , (8.9)

где q — нагрузка [см. формулу (8.8)]; S_c — горизонтальная проек­ция шага продольных связей. Усилие Р по формулам (8.9) и (8.10) при расчёте поперечных связевых ферм не учитываются.