Примеры расчета рамных конструкций 2013

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФГБОУ ВПО «МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра конструкций из дерева и пластмасс

ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА РАМНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

Методические указания к курсовому и дипломному проектированию

по курсу «Конструкции из дерева и пластмасс»

для студентов, обучающихся по профилю «Промышленное и гражданское строительство» (направление 270800 «Строительство»)

Москва 2013

1

С о с т а в и т е л и

профессор, доктор технических наук В.И. Линьков, профессор, кандидат технических наук Е.Т. Серова,

доцент А.Ю. Ушаков

Р е ц е н з е н т ы

профессор кафедры проектирование зданий, кандидат архитектуры О.Л. Банцерова

Редактор Е.Д. Нефедова

Технический редактор С.М. Сивоконева

Компьютерная правка Н.В. Макаровой, О.В.Суховой

Компьютерная верстка О.В.Суховой

ФГБОУ ВПО «Московский государственный строительный университет».

Издательство МИСИ – МГСУ.

Тел. (495) 287-49-14, вн. 13-71, (499) 188-29-75, (499) 183-97-95, e-mail: ric@mgsu.ru, rio@mgsu.ru

Отпечатано в типографии Издательства МИСИ – МГСУ. Тел. (499) 183-91-90, (499) 183-67-92, (499) 183-91-44.

129337, Москва, Ярославское ш., 26

2

ВВЕДЕНИЕ. РАСПОРНЫЕ КЛЕЕНЫЕ РАМЫ

Рамные конструкции являются одним из видов плоских распорных конструкций заводского изготовления. В основном используют трехшарнирные рамы, что объясняется двумя причинами:

более легким их изготовлением, транспортировкой и монта-

жом;

более надежной работой конструкций, так как в двухшарнирных рамах возникает опасность просадки опор, к нему склонны статически неопределимые системы.

По своему очертанию клееные распорные рамы делятся на две группы: рамы с криволинейными участками и рамы из прямолинейных элементов. По материалу исполнения рамы могут быть: дощатоклееными, клеефанерными, из нового материала ЛВЛ и с применением пластмасс. Очертание рамных конструкций отличается от очертания арок и от кривой давления. Это влияет на распределение изгибающих моментов в пролете и приводит к возникновению больших моментов в жестких карнизных узлах, что ограничивает пролеты рам до 20—30 м. Однако такое очертание дает возможность создать больший технологический объем внутри здания, чем при использовании арок. Рамы выполняются с переменной высотой поперечного сечения, что позволяет рационально использовать древесину в соответствии с напряженным состоянием рамы по ее длине.

Кроме того, рамы могут воспринимать горизонтальные нагрузки, обеспечивая поперечную устойчивость здания без устройства жестких поперечных стен.

Основные разновидности клеедеревянных трехшарнирных рам [1], их характеристики, достоинства и недостатки представлены в табл. 1.

Из рам, конструкции которых приведены в табл. 1, наиболее широко используются гнутоклееные рамы ДГР и клееные прямолинейные рамы РДП. Эти рамы, по сравнению с подкосными, являются более индустриальными, так как состоят из двух полурам заводского изготовления, которые при монтаже на строительной площадке объединяются в единую конструкцию с помощью простейших шарниров. Поэтому в настоящих методических указаниях рассмотрим два типа клееных распорных рам: гнутоклееные рамы и рамы из прямолинейных элементов с соединением ригеля и стойки на зубчатый шип.

3

1. ОСНОВНЫЕ ТИПЫ РАСПОРНЫХ КЛЕЕНЫХ РАМ

1.1. ГНУТОКЛЕЕНЫЕ РАМЫ

Опыт эксплуатации и экспериментальные исследования подтвердили хорошие конструкционные качества гнутоклееных рам.

На рис. 1 представлена дощатоклееная гнутая рама (полурама) пролетом 18 м. Сечение рамы делают прямоугольным, а высоту сечения — переменной по длине, что достигается уменьшением числа досок в пакете с внутренней стороны рамы. Плавное изменение высоты сечения (рис. 1, а) предпочтительней с архитектурной точки зрения, но технологически менее выгодно, чем ступенчатое уменьшение высоты сечения (рис. 1, б).

Однако рамы типа ДГР обладают существенными недостатками технологического и экономического характера вследствие своего криволинейного очертания:

1. По условиям гнутья деревянных элементов при малом радиусе

толщина досок, из которых набирается пакет, не должна превышать 16—25 мм, что приводит к существенным потерям древесины при фрезеровании и повышенному расходу клея.

2.Изготовление гнутоклееных конструкций требует дополнительных технологических операций при запрессовке, что значительно увеличивает трудоемкость изготовления.

3.В соответствии с п. 5.2 [5], расчетные сопротивления растяжению, сжатию и изгибу для гнутых элементов меньше, чем для прямолинейных элементов, так как необходимо учитывать коэффициент условия работы mгн < 1.

4.При проектировании зданий для устройства кровли в карнизных узлах требуется установка дополнительных элементов, обеспечивающих опору для ограждающих конструкций.

Все перечисленные недостатки ведут к высокой трудоемкости изготовления, высокому расходу древесины и клея при производстве гнутоклееных рам.

6

Рис. 1. Дощатоклееные гнутые рамы:

а— с переменной высотой сечения;

б— со ступенчатым изменением высоты сечения;

в— расчетная схема к определению напряжений

вкриволинейной части гнутоклееных рам

7