Проектирование трехшарнирных рам из клееной древесины. Часть I. Основы конструирования и расчета рам: Методические указания, страница 2

а), д) - зубчатый стык по биссектрисному сечению; б) - соединение о помощью пятиугольной вставки; в - то же с помощью трапециевидной вставки; г) - соединение с помощью гнутоклееной вставки на зубчатых стыках; в) - то же на вклеенных стальных стержнях; ж) - схема распиловки дощатоклееных блоков на элементы ригеля и стойки

Рис.1.1


I. КОНСТРУКТИВНЫЕ СХЕМЫ ТРЕХШАРНИРНЫХ РАМ ИЗ КЛЕЕНОЙ ДРЕВЕСИНЫ

Трехшарнирные рамы состоят из наклонных элементов - ригелей и вертикальных стоек или наклонных опорных раскосов. Благодаря совместной работе этих элементов значительно снижается изгибающий момент в ригеле, что позволяет увеличить пролет конструкций до 42 м.

Соединение ригеля со стойкой в карнизном узле может быть неподатливым (в рамах из Г-образных блоков-полурам) и относительно податливым (в сборных рамах из прямолинейных клееных дощатых блоков).

Рамы из Г-образных блоков-полурам, обеспечивая простой, скоростной монтаж каркаса, требуют применения специального транспорта (панелевозов, фермовозов). Их габаритные размеры ограничены условиями перевозки, высота до карнизного узла Н не должна превышать 4,5 м (рис. 1.1 и 1.2).

Дощатые гнутоклееные трехшарнирные рамы

в виде Г-образных блоков-полурам

а) - с переменной высотой сечения; б) - со ступенчатым изменением высоты сечения; в) - то же для складов минеральных удобрений, зерноскладов; г) - рамы (арки) эллиптического очертания или залов спортивных сооружений                  

Рис. I.2


Дощатоклееные трехшарнирные рамы из прямолинейных элементов

а) - с угловыми подкосами; б) - с вертикальными стойками и опорными подкосами); в) - с наклонными стойками; г) - с фанерными накладками в карнизном узле

Рис. I.3

Более транспортабельными являются рамы из четырех или шести дощатоклееных блоков (длина монтажных элементов может достигать 24-30м) (рис.1.3). Укрупнительная сборка рам осуществляется на строительной площадке, что несколько увеличивает трудоемкость монтажа здания.

Более прогрессивны конструкции складывающихся рам (рис.I.4), предназначенных для транспортирования в отдаленные районы и быстрого монтажа. В этих случаях в транспортном положении стойка заводится в просвет между ветвями ригеля, поворачиваясь вокруг центрального болта (рис.I.4, а), или складывается с ригелем, поворачиваясь на шарнире типа дверной петли (рис.I.4, б). Замыкание карнизного узла осуществляется на строительной площадке в первом случае нагелями (рис.I.4, а), во втором - при помощи вклейки металлических стержней в заранее профрезерованные пазы наружных граней дощатоклееных блоков (рис. I.4, б).


Дощатоклееные складывающиеся блоки-полурамы

а) - с центральным болтом и нагельным креплением карнизного узла; б) - с неразъемным боковым шарниром и креплением карнизного узла на вклеенных стальных стержнях.

Рис. I.4

Для рам из Г-образных блоков-полурам наиболее сложным и ответственным является карнизный узел - соединение стойки с ригелем, где действует максимальный изгибающий момент. Конструкция жесткого карнизного узла зависит от конструкции элементов полурам.

В гнутоклееных полурамах (рис.I.2) карнизный узел криволинейный, что достигается путем выгиба досок по окружности, радиус кривизны которой 2-4 м. Так как отношение радиуса кривизны к толщине доски должно быть не менее 150 (табл.6.9 СНБ 5,05,01-2000[7]), следовательно, толщина досок для изготовления дощатых гнутоклееных полурам после острожки составляет 14-19 мм. Чем больше радиус кривизны, тем толще могут быть приняты доски, а следовательно, меньше отходов на острожку [4, с. 63]. В связи с этим гнутоклееные рамы по сравнению с рамами из прямолинейных элементов требуют большего расхода древесины, клея и более трудоемки в изготовлении.

Поперечное сечение рам принимают прямоугольным переменной высоты по длине в соответствии с эпюрой изгибающих моментов и нормальных сил, что достигают за счет уменьшения числа досок в пакете с внутренней стороны (рис.I.2, а). Плавное изменение высоты сечения предпочтительнее с архитектурной точки зрения и по расходу материала, но технологически более сложно.