Виды рамных конструкций сплошного сечения

Рамы являются одним из основных классов несущих дере­вянных конструкций. Их форма вполне соответствует большин­ству производственных и общественных зданий. Вертикальные стойки и наклонные ригели служат основами для настилов по­крытий и обшивок стен. Однако рамы требуют большего расхода древесины на изготовление, чем арки, поскольку форма их осей менее, чем осей арок, соответствует закономерностям действу­ющих в них распределенных и особенно сосредоточенных нагру­зок. В отечественном строительстве в основном применяют однопролетные двускатные рамы при пролетах 12...24 м, в зарубеж­ном строительстве — рамы пролетом до 60 м. Деревянные рамы можно разделить по ряду признаков.

По статическим схемам деревянные рамы могут быть ста­тически определимыми и однократно статически неопределимыми. Трехшарнирная рама (рис. 7.1, а) является статически опре­делимой. Двухшарнирная схема с жесткими опорными узлами (рис. 7.1, б) является однажды статически неопределимой.

Двухшарнирная схема с шарнирными опорными узлами (рис. 7.1, в) тоже однажды статически неопределима.

По конструкции деревянные рамы делятся на трех- и двухшарнирные клеедеревянные, цельнодеревянные и клеефанерные.

Трехшарнирные клеедеревянные рамы заводского изготовле­ния являются одним из основных видов деревянных рам. Они бывают бесподкосными и могут иметь от двух до четырех подко­сов (рис. 7.2). Элементы этих рам имеют прямоугольные клееде­ревянные сечения постоянной ширины и переменной, а в подко­сах постоянной высоты.

Гнутоклееная трехшарнирная рама (рис. 7.2, а) состоит из двух полурам Г-образной формы прямоугольного переменного по высоте сечения, изогнутых при изготовлении в зоне будущего, карниза. Первым достоинством этой рамы является то, что она состоит только из двух крупных элементов — полурам, которые соединяются при сборке всего тремя узлами — двумя опорными и одним коньковым. Второе достоинство — это переменная высота сечений — максимальная в зоне выгиба, где действуют максимальные изгибающие моменты, и минимальная в узлах, где моменты отсутствуют. Это позволяет экономить древесину и рационально использовать ее прочность.

Гнутоклееная рама имеет и существенные недостатки. Тран­спортирование крупных изогнутых полурам при значительных расстояниях мест установки от завода-изготовителя встречается со значительными габаритными затруднениями.

Ломаноклееная рама (рис. 7.2,6), называемая также клеедеревянной рамой с жестким стыком на зубчатых шипах, состоит из двух полурам. Каждая полурама имеет Г-образную форму с переломом оси в месте будущего карниза. Полурама состоит из двух прямых элементов - стойки и полуригеля, имеющих переменные сечения, максимальные в зоне перелома оси. Так же как и Гнутоклееная, она малотрудоемка при монта­же, но отличается от нее большей простотой и меньшей трудоем­костью изготовления. Ломаноклееные полурамы изготовляются из прямых заготовок постоянного сечения, которые склеиваются из досок любой допускаемой толщины и затем распиливаются по диагонали для получения сечения переменной высоты.. К недостаткам ломаноклееной рамы относится то, что их трудно транспортировать, древесина в зоне перелома оси и зуб­чатого стыка, где действуют максимальные изгибающие моменты, работает на нормальные напряжения от сжатия с изгибом под значительным углом к направлению волокон.

Клеедеревянная трехшарнирная четырехподкосная рама (рис..7.2, в) состоит из двух стоек, двух полуригелей переменной высоты сечения и четырех подкосов постоянного сечения, соединяющих стойки с ригелем. Подкосы создают дополнительные кро­ме стоек опоры для ригеля, что приводит к уменьшению изгибаю­щих моментов в ригеле по сравнению с бесподкосной рамой. Эта рама является сборно-разборной и состоит из прямых клеедеревянных элементов, простых в изготовлении, которые без затруднений могут транспортироваться любым видом транспорта. Основным недостатком этой рамы является большее, чем в бесподкосных рамах, число элементов и узлов.

Двухподкосная клеедеревянная трехшарнирная рама (рис. 7.2, г) состоит из двух стоек, двух полуригелей переменного сечения и двух подкосов постоянного сечения. К недостаткам этой рамы относится наличие значительных растягивающих уси­лий в карнизных узлах. Кроме того, из­гибающие моменты в стойках и ригелях этой рамы значительно больше, чем в рамах с парными подкосами.

Клеедеревянная трехшарнирная рама с опорными подкосами (рис. 7.2, д) состоит из двух полуригелей переменного сечения, двух подкосов и двух стоек постоянного сечения. Основные достоинства этой рамы те же, что и прочих подкосных рам. Ос­новные недостатки — это работа стоек на растяжение и изгиб от ветровой нагрузки и значительная длина сжатых подкосов.

Клеедеревянная трехшарнирная рама с наружными раскоса­ми (рис. 7.2, е) отличается от предыдущей только наружным расположением раскосов. Достоинства ее и недостатки те же, что и прочих подкосных рам.

Двухшарнирные клеедеревянные рамы (рис. 7.3) состоят из трех конструктивных элементов — двух вертикальных стоек и горизонтального ригеля.

Двухшарнирная клеедеревянная рама с жесткими опорными узлами (рис. 7.3, а и б) может иметь две клеедеревянные стойки постоянного, переменного или ступенчатого сечения. Стойки пе­ременного сечения наиболее экономичны по расходу древесины, так как в опорном сечении, где действуют максимальные момен­ты, имеют наибольшую высоту Стойки постоянного сечения проще в изготовлении, а стойки ступенчатой формы позволяют опирать на их ступени клеедеревянные балки мостовых кранов небольшой грузоподъемности.

Основным недостатком этой рамы является относительно большая сложность жестких опорных узлов стоек, чем шарнирных..

Двухшарнирная клеедеревянная рама с шарнирными опор­ными узлами (рис. 7.3, в) может иметь две стойки постоянного или переменного клеедеревянного сечения наименьшей высоты в опорных узлах, где нет изгибающих моментов. Ригелем этой рамы может служить клеедеревянная двускатная балка или пя­тиугольная ферма. Достоинством этой рамы является простая конструкция шарнирных опорных узлов, а не­достатком — более сложное решение жестких креплений ригеля к стойкам.

Узлы клеедеревянных рам (рис. 7.4).

Цельнодеревянные рамы из брусьев или бревен или из тол­стых досок имеют определенные достоинства. Они могут быть изготовлены в пределах любой строительной площадки в помеще­нии или под навесом в любое время года и не обязательно в за­водских условиях. Их могут изготовлять подсобные организации строек. Их стоимость ниже клеедеревянных.

К недостаткам относится то, что их изготовление трудно ме­ханизируется, требует расхода дефицитных лесоматериалов крупных сечений и больших затрат ручного труда рабочих высо­кой квалификации. Пролеты этих рам невелики, обычно до 15 м.

Основная область применения — небольшие здания, возводи­мые в районах, где нет заводского изготовления деревянных конструкций.

Подносные рамы (подкосные системы) из брусьев или бревен являются наиболее простыми по конструкции. Пролеты их в большинстве случаев не превышает 9 м (рис. 7.6). Поднос­ная трехшарнирная рама (рис. 7.6, а) состоит из двух стоек, двух полуригелей и четырех подкосов. При малых пролетах и нагрузках эта рама может иметь только два внутренних подкоса.

Подбалочно-подкосная трехшарнирная рама (рис. 7.6, б) име­ет дополнительно две подбалки над стойками и повышенную несущую способность.

Ригельно-подкосная двушхарнирная рама (рис. 7.6, а) имеет дополнительный ригель между подкосами и еще большую несу­щую способность. Такая рама применяется также в небольших мостах. Подкосные Цельнодеревянные рамы могут объединяться в многопролетные конструкции, позволяющие перекрывать поме­щения с большими площадями. При этом степень их статической неопределимости может быть значительной

Трехшарнирная клеефанерная рама состоит из коробчатык клеефанерных элементов неременной высоты, максимальной в карнизном узле и может найти применение. Она отличается от­носительно малой массой и небольшим расходом клееной древе­сины. Однако она требует расхода дефицитной строительной фанеры, но является трудоемкой в изготовлении и имеет пони­женный предел огнестойкости.

Дата добавления: 2014-01-20